Vlnění
Úvod do vlnění Hlavní bod Harmoniké vln Popis, periodiia v čase a prosoru Hugensův prinip, odraz a lom vlnění Energie a inenzia vlnění Inerferene vln, Dopplerův jev
Vln přenos kmiů prosorem Prosředím složeným z hmonýh bodů, z nihž každý může vkonáva kmi a mezi kerými jsou vazb, harakerizované například modul E a G, se výhlka může šíři jako vlna posupné kmiání v prosoru a čase. Př. - epelná vodivos pevnýh láek - šíření zvuku v lákáh Vazba mezi harmonikými osiláor
Vln jak se hová osiláor ve vzdálenosi od počáku? ( ( A Z bodu do bodu A dojde vzruh za čas τ v v b o d u b o d u A sin ( s in ( ( v b o d u A s in ( ( závisí na času a poloze = (, kde je (zaím neznámá rhlos šíření vzruhu
Vln vlnová délka, frekvene perioda λ VIDEO Fedderseil λ je vlnová délka = vzdálenos dvou bodů, keré kmiají se sejnou fází ( sin ( ( v b o d u A v bodu A sin T A T v, ne!!! f T f
Vlnění je piké ím, že se prosorem šíří energie (+ informae, ale ne hmoa. Výhlku harmoniké vln, šíříí se rhlosí ve směru os popisujeme: (, sin ( znaménko - plaí pro kladná v bodě je ed výhlka, kerá bla v počáku před dobou / =, za kerou do něj vlna dospěla (, sin Harmoniká vlna je periodiká v čase i prosoru, vzhledem k periodičnosi funke sinus T = + mt = + n
Vlnění se dělí na příčné (ransversální a podélné (longiudinální Posupné vlnění příčné Posupné vlnění podélné VIDEO Fedderseil
Vlnění v izoropním prosředí Izoropním prosředím nazýváme prosředí, keré má z hlediska šíření vlnění ve všeh směreh sejné vlasnosi Vlnění se šíří ve směru paprsku, kerý je vžd kolmý na vlnoplohu. Vlnoploha vlnění je ploha, jejíž bod jsou sejně vzdálené od zdroje vlnění a kmiají ed se sejnou fází.
Hugensův prinip: Každý bod vlnoploh, do něhož dospělo vlnění v určiém okamžiku, můžeme pokláda za zdroj elemenárního vlnění, keré se z něho šíří v elemenárníh vlnoploháh. Vlnoploha v dalším časovém okamžiku je vnější obalová ploha všeh elemenárníh vlnoploh.
Odraz rovinné vlnoploh Úhel odrazu je roven úhlu dopadu
Lom vlnění Při přehodu vlnění z jednoho prosředí do druhého se mění směr šíření vlnění. Je o způsobeno ím, že se v druhém prosředí vlnění šíří jinou rhlosí. Poměr sinu úhlu dopadu k sinu úhlu lomu je pro daná dvě prosředí sálá veličina a rovná se poměru rhlosí vlnění v obou prosředíh. Nazývá se inde lomu vlnění n, pro daná prosředí. Lomený paprsek zůsává v rovině dopadu. sin sin v v n, Pozor! Laboraoře: n = f( VIDEO Hugens prinzip
Energie a inenzia vlnění Vlnění je posupné kmiání jednolivýh osiláorů podél jeho šíření. Lze ed očekáva, že se bude prosřednivím vln šíři energie kineiká i poeniální. Celková energie kmiajíího bodu: E k m Energie v jednoe objemu: dek w dv E m Celková energie vlnění: V w dv
Inenzia vlnění je rovna energii, kerá projde jednokovou plohou S ( kolmo na směr šíření za jednoku času S S S m S E I =. S m =..S.ρ Wm I Rhlos v sobě skrývá modul media ve kerém se vlnění šíří
Skládání vlnění - Inerferene os Omezíme se na dvě vln sejné frekvene ω a různé fáze ( sin, ( ( sin, ( Ampliuda:
Inerferene vlnění konsrukivní os o s Maimum nasává kdž: k d k
Inerferene vlnění desrukivní os o s Minimum nasává kdž: k d k
Inerferene vlnění dvojšěrbina, mřížka VIDEO Inerferenz Ohb vlnění nasává na předměeh o velikoseh blízkýh vlnové déle opiká mřížka Překážka se dvěma ovor Průběh inenzi d Vznikají inerferenční maima a minima k d k
Dopplerův jev a rázová vlna Pohbuje-li se zdroj vlnění, pozorovael nebo prosředí, ve kerém se vlnění šíří, dohází ke změně pozorované frekvene. Popišme pohb : zdroje vlnění rhlosí v příjeme vlnění rhlosí u rhlos šíření je věší než u, v, ale menší než rhlos svěla ve vakuu všehn rhlosi ve směru os + jsou kladné
Kdž se pozorovael pohbuje, vln kolem něj neprohází rhlosí, ale relaivní rhlosí - u. Pro vzdalujíího se pozorovaele je ed frekvene nižší, pro přibližujíího se b blo u záporné a frekvene b bla všší. u f f f u u f u u Nní je pozorovael v klidu a zdroj se pohbuje rhlosí v od počáku k pozorovaeli. Takže každá vlna se zmačkne do prosoru T (-v. Pro vzdalujíí se zdroj je ed v< a frekvene je nižší, pro přibližujíí se b bla frekvene opě všší. ( ( v T T f f v T v VIDEO Doppler effek Rázová vlna viz. video