Hareket ve ses dünyasında yaşadığımız için dalgalar bizi her yerde çevreler. Dalga sürecinin doğası nedir, dalga süreçleri teorisinin özü nedir? Buna bir deney örneği ile bakalım.
Fizikte dalga kavramı
Birçok işlem için ortak bir kavram, sesin varlığıdır. Tanım olarak ses, işitsel organlarımız tarafından algılanan hava veya diğer ortamlar tarafından oluşturulan hızlı salınım hareketlerinin sonucudur. Bu tanımı bilerek, "dalga süreci" kavramını düşünmeye devam edebiliriz. Bu fenomeni görsel olarak değerlendirmenize izin veren bir dizi deney var.
Fizikte incelenen dalga süreçleri, ses tellerini kullanırken radyo dalgaları, ses dalgaları, sıkıştırma dalgaları şeklinde gözlemlenebilir. Havaya yayıldılar.
Konsepti görsel olarak tanımlamak için bir su birikintisine bir taş atın ve etkilerin yayılmasını karakterize edin. Bu yerçekimi dalgasına bir örnektir. Sıvının yükselmesi ve düşmesi nedeniyle oluşur.
Akustik
"Akustik" adlı bütün bir bölüm, sesin fizikteki özelliklerinin incelenmesine ayrılmıştır. Neyi karakterize ettiğini görelim. Bazı şeylere odaklanalım veHenüz her şeyin net olmadığı süreçler, hala çözülmeyi bekleyen problemler üzerine.
Akustiğin diğer fiziğin dalları gibi hala çözülmemiş birçok gizemi var. Henüz açılmadılar. Akustikteki dalga sürecini ele alalım.
Ses
Bu kavram, ortamın parçacıkları tarafından üretilen salınım hareketlerinin varlığı ile ilişkilidir. Ses, dalgaların görünümüyle ilişkili bir dizi salınım sürecidir. Sıkıştırma ve seyrekleşme ortamında oluşum sürecinde bir dalga süreci meydana gelir.
Dalga boyu göstergeleri, salınım işlemlerinin gerçekleştiği ortamın doğasına bağlıdır. Doğada meydana gelen hemen hemen tüm fenomenler, çevrede yayılan ses titreşimleri ve ses dalgalarının varlığı ile ilişkilidir.
Doğadaki dalga sürecini belirleme örnekleri
Bu hareketler, dalga süreci olgusu hakkında bilgi verebilir. Yüksek frekanslı ses dalgaları, örneğin bir yanardağ patladığında olduğu gibi binlerce kilometre yol kat edebilir.
Bir deprem meydana geldiğinde, özel ses alıcıları tarafından kaydedilebilen güçlü akustik ve jeoakustik titreşimler meydana gelir.
Bir su altı depremi sırasında, ilginç ve korkunç bir fenomen meydana gelir - elementlerin güçlü bir yer altı veya su altı tezahürü sırasında ortaya çıkan devasa bir dalga olan bir tsunami.
Akustik sayesinde bir tsunaminin yaklaştığı bilgisini alabilirsiniz. Bu fenomenlerin çoğu uzun zamandır bilinmektedir. Ancak şimdiye kadar bazı fizik kavramlarıdikkatli bir çalışma gerektirir. Bu nedenle, henüz çözülmemiş gizemlerin incelenmesi için kurtarmaya gelen ses dalgalarıdır.
Tektonik teorisi
18. yüzyılda "felaket hipotezi" doğdu. O zamanlar "element" ve "düzenlilik" kavramları bağlantılı değildi. Sonra okyanus tabanının yaşının karadan çok daha genç olduğunu ve bu yüzeyin sürekli güncellendiğini keşfettiler.
Yeryüzüne yeni bir bakış sayesinde, bu zamanda, çılgın hipotez, dünyanın mantosunun hareket ettiğini ve gök kubbenin yüzdüğünü belirten "Litosferik levhaların tektoniği" teorisine dönüştü. Böyle bir süreç sonsuz buzun hareketine benzer.
Açıklanan süreci anlamak için, kalıp yargılardan ve alışılmış görüşlerden kurtulmak, diğer varlık türlerini gerçekleştirmek önemlidir.
Bilimde daha fazla ilerleme
Dünyadaki jeolojik yaşamın kendi zamanı ve maddenin durumu vardır. Bilim, benzerliği yeniden yaratmayı başardı. Okyanusun dibi sürekli hareket ediyor, yeni madde dünyanın derinliklerinden yüzeye çıkıp yavaş yavaş soğudukça yırtılmalara ve sırt oluşumlarına neden oluyor.
Şu anda, karada, litosferin devasa levhaları, kıtaları ve deniz dibini taşıyan dünyanın üst taş kabuğu olan manto yüzeyinde yüzerken süreçler meydana gelir.
Bu tür plakaların sayısı yaklaşık ondur. Manto huzursuzdur, bu nedenle litosferik plakalar hareket etmeye başlar. Laboratuvar koşullarında bu süreç zarif bir deneyim görünümündedir.
Doğada jeolojik bir felaketi tehdit eder- deprem. Litosfer plakalarının hareketinin nedeni, dünyanın derinliklerinde meydana gelen küresel konveksiyon süreçleridir. Kaynamanın sonucu bir tsunami olacak.
Japonya
Dünyanın diğer sismik olarak tehlikeli bölgeleri arasında, Japonya özel bir yere sahiptir, bu adalar zincirine "ateş kuşağı" denir.
Dünyanın gök kubbesinin nefesini yakından takip ederek, yaklaşan felaketi tahmin edebilirsiniz. Salınım süreçlerini incelemek için, dünyanın kalınlığına ultra derin bir sondaj kulesi yerleştirildi. 12 km derinliğe kadar indi ve bilim adamlarının yerin içinde belirli kayaların varlığı hakkında sonuçlar çıkarmasına izin verdi.
Elektromanyetik dalganın hızı 9. sınıf fizik derslerinde incelenir. Birbirinden eşit uzaklıkta bulunan ağırlıklarla deneyim gösterin. Her zamanki formdaki özdeş yaylarla bağlanırlar.
Birinci ağırlığı belirli bir mesafe sağa kaydırırsanız, ikincisi bir süre aynı pozisyonda kalır, ancak yay şimdiden sıkışmaya başlar.
"Dalga" teriminin tanımı
Böyle bir işlem gerçekleştiği için ikinci ağırlığı itecek elastik bir kuvvet ortaya çıkmıştır. Hızlanacak, bir süre sonra hızlanacak, bu yönde hareket edecek ve yayı ikinci ve üçüncü ağırlıklar arasında sıkıştıracaktır. Sırayla, üçüncüsü ivme alacak, hızlanmaya başlayacak, dördüncü yayı etkileyecek ve etkileyecek. Ve böylece süreç sistemin tüm unsurları üzerinde gerçekleşecektir.
Bu durumda, ikinci yükün yer değiştirmesizaman ilkinden daha sonra gerçekleşecek. Etki her zaman sebebin gerisinde kalır.
Ayrıca, ikinci yükün yer değiştirmesi üçüncünün yer değiştirmesini gerektirecektir. Bu süreç sağa doğru yayılma eğilimindedir.
İlk ağırlık harmonik yasaya göre dalgalanmaya başladıysa, bu işlem ikinci ağırlığa yayılacak, ancak gecikmeli bir reaksiyonla. Dolayısıyla ilk ağırlığı titreştirirseniz uzayda zamanla yayılacak bir salınım elde edebilirsiniz. Bu bir dalganın tanımıdır.
Dalga çeşitleri
Atomlardan oluşan bir madde düşünelim, bunlar:
- kütlesi var - deneyde önerilen ağırlıklar gibi;
- birbirine bağlanın, kimyasal bağlar yoluyla katı bir cisim oluşturun (yay deneyinde tartışıldığı gibi).
Öyleyse, madde deneyimden gelen bir modele benzeyen bir sistemdir. Mekanik bir dalga yayabilir. Bu süreç, elastik kuvvetlerin ortaya çıkması ile ilişkilidir. Bu tür dalgalara genellikle "sıçrayan" denir.
İki tür elastik dalga vardır. Bunları belirlemek için uzun bir yay alabilir, bir tarafa sabitleyebilir ve sağa doğru uzatabilirsiniz. Böylece dalga yayılma yönünün yay boyunca olduğunu görebilirsiniz. Ortamın parçacıkları aynı yönde hareket eder.
Böyle bir dalgada, parçacık salınım yönünün doğası, dalga yayılma yönü ile çakışır. Bu konsepte "boyuna dalga" denir.
Yayı uzatır ve gelmesi için zaman verirsenbir dinlenme durumuna getirin ve ardından dikey yöndeki konumu keskin bir şekilde değiştirin, dalganın yay boyunca yayıldığı ve birçok kez yansıdığı görülecektir.
Fakat parçacık salınım yönü artık dikey ve dalga yayılımı yatay. Bu enine dalgadır. Sadece katılarda var olabilir.
Farklı türden elektromanyetik dalganın hızı farklıdır. Bu özellik, deprem kaynaklarına olan mesafeyi belirlemek için sismologlar tarafından başarıyla kullanılmaktadır.
Bir dalga yayıldığında, parçacıklar boyunca veya boyunca salınım yapar, ancak buna maddenin aktarımı değil, yalnızca hareket eşlik eder. Bu yüzden "Fizik" 9. Sınıf ders kitabında belirtilmiştir.
Dalga denkleminin karakterizasyonu
Fizik bilimindeki dalga denklemi, bir tür lineer hiperbolik diferansiyel denklemdir. Ayrıca teorik fiziğin kapsadığı diğer alanlar için de kullanılır. Bu, matematiksel fiziğin hesaplamalar için kullandığı denklemlerden biridir. Özellikle, yerçekimi dalgaları açıklanmıştır. İşlemleri tanımlamak için kullanılır:
- akustikte, kural olarak, doğrusal tip;
- elektrodinamikte.
Dalga süreçleri, homojen bir dalga denkleminin çok boyutlu durumu için hesaplamada görüntülenir.
Dalga ve salıncak arasındaki fark
Olağanüstü keşifler, sıradan bir fenomeni düşünmekten gelir. Galileo, kalbinin atışını zamanın standardı olarak kabul etti. Böylece, mekaniğin ana hükümlerinden biri olan sarkaç salınımları sürecinin sabitliği keşfedildi. Okesinlikle sadece matematiksel bir sarkaç için - aşağıdakilerle karakterize edilen ideal bir salınım sistemi:
- denge konumu;
- Vücudu saptığında denge konumuna geri döndüren kuvvet;
- dalgalanma meydana geldiğinde enerji geçişleri.
Sistemi dengeden çıkarmak için salınımların meydana gelmesi için koşul gereklidir. Bu durumda, belirli bir enerji rapor edilir. Farklı titreşim sistemleri, farklı enerji türleri gerektirir.
Salınım, belirli zaman dilimlerinde sistemin hareketlerinin veya durumlarının sürekli tekrarı ile karakterize edilen bir süreçtir. Salınım sürecinin açık bir gösterimi, sallanan bir sarkaç örneğidir.
Salınım ve dalga süreçleri hemen hemen tüm doğa olaylarında gözlenir. Dalga, ortamı bozma veya değiştirme, uzayda yayılma ve maddeyi aktarmaya gerek kalmadan enerji taşıma işlevine sahiptir. Bu, dalga süreçlerinin ayırt edici bir özelliğidir; fizikte uzun süredir çalışılmaktadır. Araştırma yaparken dalga boyunu vurgulayabilirsiniz.
Ses dalgaları her alanda var olabilir, sadece boşlukta var olmazlar. Elektromanyetik dalgaların özel özellikleri vardır. Her yerde var olabilirler, bir boşlukta bile.
Bir dalganın enerjisi, genliğine bağlıdır. Kaynaktan yayılan dairesel dalga enerjiyi uzayda saçar, bu nedenle genliği hızla azalır.
Doğrusal bir dalganın ilginç özellikleri vardır. Enerjisi uzayda dağılmaz, bu nedenlebu tür dalgaların genliği sadece sürtünme kuvveti nedeniyle azalır.
Dalga yayılımının yönü, dalga cephesine dik çizgiler olan ışınlarla gösterilir.
Gelen ışın ile normal arasındaki açı, gelme açısıdır. Normal ve yansıyan ışın arasında yansıma açısı bulunur. Bu açıların eşitliği, engelin dalga cephesine göre herhangi bir konumunda korunur.
Zıt yönlerde hareket eden dalgalar birleştiğinde, duran bir dalga oluşabilir.
Sonuçlar
Duran bir dalganın bitişik düğümleri arasındaki ortamın parçacıkları aynı fazda salınır. Bunlar, dalga denklemlerinde sabitlenmiş dalga sürecinin parametreleridir. Dalgalar karşılaştığında genliklerinde hem artış hem de azalma gözlemlenebilir.
Dalga sürecinin temel özelliklerini bilerek, belirli bir noktada ortaya çıkan dalganın genliğini belirlemek mümkündür. Birinci ve ikinci kaynaklardan gelen dalganın bu noktaya hangi aşamada geleceğini belirleyelim. Üstelik evreler birbirinin tersi.
Yol farkı tek sayıda yarım dalga ise, bu noktada ortaya çıkan dalganın genliği minimum olacaktır. Yol farkı sıfıra veya dalga boylarının tamsayısına eşitse, ortaya çıkan dalganın genliğinde buluşma noktasında bir artış gözlemlenecektir. Bu, iki kaynaktan gelen dalgalar eklendiğinde bir girişim modelidir.
Elektromanyetik dalgaların frekansı modern teknolojide sabittir. Alıcı cihaz, zayıf elektromanyetik dalgaları kaydetmelidir. Bir reflektör koyarsanız, alıcıya daha fazla dalga enerjisi girer. Maksimum reflektör oluşturacak şekilde reflektör sistemi kurulur.alıcı cihazda sinyal.
Dalga sürecinin özellikleri, ışığın doğası ve maddenin yapısı hakkındaki modern fikirlerin altında yatmaktadır. Böylece 9. sınıf bir fizik ders kitabında bunları çalışırken mekanik alanından problemlerin nasıl çözüleceğini başarılı bir şekilde öğrenebilirsiniz.
