Οπτικοποίηση

Η κυματική κίνηση είναι ένας ουσιαστικός κλάδος της φυσικής και είναι ένα φαινόμενο που μπορεί να παρατηρηθεί σε όλα σε αυτή τη γη. Σε αυτό το άρθρο, θα μπορούσαμε να δούμε το ζωτικής σημασίας υλικό μελέτης της οπτικοποίησης των κυμάτων στη χορδή. Το κύμα σε μια χορδή είναι ένας τύπος μηχανικού κύματος. Συνήθως, τα μηχανικά κύματα χρειάζονται ένα μέσο για να ταξιδέψουν, για παράδειγμα, ελαφρά κύματα και ηχητικά κύματα. Αυτά τα κύματα προέρχονται από τη διαταραχή στο μέσο και τη διαταραχή που διαδίδεται μέσω του μέσου. Σε αυτό το άρθρο, θα μπορούσαμε να δούμε τις σημαντικές σημειώσεις υλικού μελέτης της οπτικοποίησης κύματα στη χορδή και τη γραμμική κυματική εξίσωση. Σε αυτό το οπτικοποίηση κυμάτων μελετήστε σημειώσεις , καλύπτουμε την έννοια του μήκους κύματος, της συχνότητας, της ταχύτητας, της ισχύος και της έντασης.

Οπτικοποίηση κύματος

Το Wave on the String είναι ένας τύπος μηχανικού κύματος. Συνήθως, τα μηχανικά κύματα χρειάζονται ένα μέσο για να ταξιδέψουν, όπως τα ηχητικά κύματα. Αυτά τα κύματα προέρχονται από τη διαταραχή στο μέσο και τη διαταραχή που διαδίδεται μέσω του μέσου.

Τύποι μηχανικών κυμάτων

Τα μηχανικά κύματα ταξινομούνται με βάση τις φυσικές ιδιότητες του μέσου, όπως

• Αριθμός διαστάσεων
• Το σχήμα των μετώπων κύματος
• Περιοδικότητα
• Η κατεύθυνση της κίνησης των σωματιδίων

Ταχύτητα, μήκος κύματος, συχνότητα του κύματος χορδής

Εάν η πηγή κύματος κάνει δονήσεις με σταθερή χρονική περίοδο, η συχνότητα κύματος(f) θα είναι ίση με τη συχνότητα της πηγής.

Όταν η πηγή ολοκληρώσει μία δόνηση, η διαταραχή κατανέμει την επιφάνεια και θα δημιουργηθεί ένα κύμα. Όταν η πηγή συνεχίζει να δονείται με σταθερή συχνότητα f, το κύμα παράγεται με σταθερή συχνότητα. Αυτό ισχύει για όλες τις κινήσεις κυμάτων.

Η εξίσωση γραμμικού κύματος

Μπορούμε να περιγράψουμε την κίνηση οποιουδήποτε σημείου στη χορδή χρησιμοποιώντας την κυματοσυνάρτηση y =A sin (t – kx + ). Το σημείο στη συμβολοσειρά κινείται κάθετα και το x παραμένει σταθερό.

Βρείτε την εγκάρσια ταχύτητα (V ε )

Βρείτε την εγκάρσια επιτάχυνση (A ε )

Αυτή είναι η γραμμική κυματική εξίσωση του τρόπου οδήγησης, που αναπτύχθηκε από ένα ημιτονοειδές μηχανικό κύμα που ταξιδεύει στο μέσο. Είναι επίσης γνωστή ως διαφορική εξίσωση, η οποία περιγράφει το κύμα στη χορδή.

Η ταχύτητα ενός κύματος σε μια χορδή εκφράζεται όπως παρακάτω

=T/

T – τάση (μονάδα –  N)

είναι η μάζα ανά μήκος της χορδής (σε kg/m)

Η ταχύτητα του v και η τάση T είναι αντίστοιχες τιμές σε εκείνο το σημείο που η τάση είναι ανομοιόμορφη.

Η αρχή της υπέρθεσης

Θεωρήστε δύο κύματα που ταξιδεύουν ταυτόχρονα κατά μήκος μιας παρόμοιας εκτεταμένης χορδής με αντίστροφους τρόπους. Μπορούμε να δούμε εικόνες κυματομορφών στη συμβολοσειρά σε κάθε στιγμή του χρόνου. Φαίνεται ότι η καθαρή μετατόπιση οποιουδήποτε στοιχείου της συμβολοσειράς σε μια δεδομένη στιγμή είναι το μαθηματικό ποσό των αφαιρέσεων λόγω κάθε κύματος.

Η χορδή τεντώνεται πολύ, αλλά οι μεμονωμένες μετατοπίσεις δεν προστίθενται για να δώσουν την προκύπτουσα μετατόπιση. Αυτό λαμβάνει χώρα σε μη γραμμικά κύματα.

Αυτή η αρχή εκφράζεται επίσης όταν τα επικαλυπτόμενα κύματα προστίθενται αλγεβρικά για να σχηματίσουν ένα προκύπτον κύμα. Τα επικαλυπτόμενα κύματα δεν αλλάζουν το ένα το ταξίδι του άλλου.

Πλάτος ανακλώμενων και εκπεμπόμενων κυμάτων

Έστω v1 και v2 οι ταχύτητες του προσπίπτοντος κύματος και του ανακλώμενου κύματος στα μέσα, τότε

Ισχύς που μεταδίδεται κατά μήκος της χορδής από ένα ημιτονοειδές κύμα

Όταν ένα κινούμενο κύμα εγκαθίσταται σε μια χορδή, η ενέργεια μεταδίδεται κατά μήκος της κατεύθυνσης διάδοσης του κύματος με τη μορφή δυναμικής και κινητικής ενέργειας.

Ενέργεια που μεταφέρεται σε μία χρονική περίοδο =Pav t =ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα μήκος κύματος.

Ένταση

Η ένταση του κύματος δίνεται από την ισχύ που μεταφέρεται ανά δευτερόλεπτο ανά μονάδα επιφάνειας διατομής

Ένταση =Ισχύς / Περιοχή διατομής

=P/s

Συμπέρασμα

Σε αυτό το άρθρο, είδαμε τις σημειώσεις του υλικού μελέτης της οπτικοποίησης των κυμάτων στη χορδή. Έχουμε επίσης περάσει από σημαντικές έννοιες όπως η εξίσωση γραμμικών κυμάτων και η ισχύς που μεταδίδεται κατά μήκος της χορδής από ένα ημιτονοειδές κύμα. Μαζί με αυτό, υπάρχουν πολλοί νόμοι των εγκάρσιων κραδασμών μιας χορδής στο σύρμα του ηχομέτρου.