Belanjawan perbandaran institusi pendidikan– purata

Sekolah yang komprehensif No. 2 dinamakan sempena A.I. Herzen, Klintsy wilayah Bryansk

Pelajaran mengenai topik

Disediakan dan dijalankan:

cikgu fizik

Prokhorenko Anna

Alexandrovna

Klintsy, 2013

kandungan:

Pelajaran mengenai topik “Fenomena gelombang. Penyebaran gelombang mekanikal. Panjang gelombang. Kelajuan gelombang. »

Objektif pelajaran: memperkenalkan konsep gelombang, panjang dan kelajuan gelombang, keadaan perambatan gelombang, jenis gelombang, mengajar pelajar menggunakan formula untuk mencari panjang dan kelajuan gelombang; mengkaji sebab-sebab penyebaran gelombang melintang dan membujur;

Tugas metodologi:

Pendidikan : membiasakan pelajar dengan asal usul istilah "gelombang, panjang gelombang, kelajuan gelombang"; tunjukkan kepada pelajar fenomena perambatan gelombang, dan juga buktikan melalui eksperimen perambatan dua jenis gelombang: melintang dan membujur.

Perkembangan : menggalakkan perkembangan pertuturan, pemikiran, kognitif dan kemahiran buruh am; menggalakkan penguasaan kaedah penyelidikan saintifik: analisis dan sintesis.

Pendidikan :

Jenis pelajaran: mempelajari bahan baharu.

Kaedah: lisan, visual, praktikal.

peralatan: komputer, persembahan.

tunjuk cara:

Gelombang melintang dan membujur.

Penyebaran gelombang melintang dan membujur.

Rancangan pengajaran:

Organisasi permulaan pelajaran.

Peringkat motivasi. Menetapkan matlamat dan objektif pelajaran.

Mempelajari bahan baharu

Penyatuan pengetahuan baru.

Merumuskan pelajaran.

KEMAJUAN PELAJARAN

1. Peringkat organisasi

2. Peringkat motivasi. Menetapkan matlamat dan objektif pelajaran.

Apakah yang anda perhatikan dalam klip video ini? (Gelombang)

Apakah jenis ombak yang anda lihat?

Berdasarkan jawapan anda, kami akan cuba menetapkan matlamat untuk pelajaran hari ini, untuk ini mari kita ingat apakah rancangan untuk mengkaji konsep itu, dalam dalam kes ini konsep gelombang? (Apakah itu gelombang, iaitu definisi, jenis gelombang, ciri-ciri gelombang)

Dalam pelajaran hari ini saya akan membantu anda dengan konsep gelombang, panjang dan kelajuan gelombang, keadaan perambatan gelombang, jenis gelombang, mengajar pelajar menggunakan formula untuk mencari panjang dan kelajuan gelombang; mengkaji sebab-sebab penyebaran gelombang melintang dan membujur;Dengan membina sikap teliti terhadap kerja pendidikan, motivasi positif untuk belajar, kemahiran berkomunikasi; menyumbang kepada pendidikan kemanusiaan, disiplin, dan persepsi estetika dunia.

1. Mempelajari bahan baharu

Kini anda perlu menggunakan pelan yang dibentangkan pada skrin dan pada kepingan kertas di atas meja anda dan selepas membaca perenggan 42 dan 43, cari maklumat yang diperlukan dan tuliskannya.

Pelan:

Konsep gelombang

Keadaan untuk kejadian gelombang

Sumber gelombang

Apakah yang diperlukan untuk gelombang berlaku?

Jenis gelombang (definisi)

ombak – getaran yang merambat di angkasa dari semasa ke semasa. Gelombang timbul terutamanya disebabkan oleh daya kenyal.

Ciri-ciri gelombang:

Gelombang mekanikal boleh merambat hanya dalam beberapa medium (bahan): dalam gas, dalam cecair, dalam pepejal.

Dalam vakum, gelombang mekanikal tidak boleh timbul.

Sumber ombak adalah jasad berayun yang mewujudkan ubah bentuk persekitaran di ruang sekeliling. (nasi)

Untuk gelombang mekanikal berlaku adalah perlu:

1. Kehadiran medium elastik

2 . Kehadiran sumber ayunan - ubah bentuk medium

Jenis-jenis gelombang:

Melintang - di mana getaran berlaku berserenjang dengan arah pergerakan gelombang. Berlaku hanya dalam pepejal.

membujur- di mana ayunan berlaku sepanjang arah perambatan gelombang.Ia berlaku dalam mana-mana persekitaran (cecair, gas, pepejal).

Pertimbangkan jadual yang meringkaskan pengetahuan terdahulu. (Tengok persembahan)

Kami membuat kesimpulan: gelombang mekanikal:

proses penyebaran getaran dalam medium elastik;

dalam kes ini, pemindahan tenaga berlaku dari zarah ke zarah;

tiada pemindahan bahan;

Untuk mencipta gelombang mekanikal, medium elastik diperlukan: cecair, pepejal atau gas.

Sekarang mari kita pertimbangkan dan tuliskan ciri-ciri utama gelombang.

Apakah kuantiti yang mencirikan gelombang

Setiap gelombang bergerak pada kelajuan tertentu. Di bawah kelajuanvgelombang memahami kelajuan perambatan gangguan. Kelajuan gelombang ditentukan oleh sifat-sifat medium di mana gelombang merambat. Apabila gelombang melalui satu medium ke medium lain, kelajuannya berubah.

Panjang gelombang λ ialah jarak di mana gelombang merambat dalam masa yang sama dengan tempoh ayunan di dalamnya.

Ciri-ciri utama: λ=v* T, λ - panjang gelombang m,v– kelajuan perambatan m/s, T – tempoh gelombang s.

4. Penyatuan pengetahuan baharu.

Apakah gelombang?

Syarat pembentukan ombak?

Apakah jenis gelombang yang anda tahu?

Bolehkah gelombang melintang merambat dalam air?

Apakah panjang gelombang?

Apakah kelajuan perambatan gelombang?

Bagaimana untuk mengaitkan kelajuan dan panjang gelombang?

Kami mempertimbangkan 2 jenis dan menentukan gelombang yang manakah?

Selesaikan masalah:

Tentukan panjang gelombang pada frekuensi 200 Hz jika kelajuan gelombang ialah 340 m/s. (68000 m=68 km)

Satu gelombang merambat di sepanjang permukaan air di sebuah tasik pada kelajuan 6 m/s. Sehelai daun pokok terapung di permukaan air. Tentukan kekerapan dan tempoh getaran daun jika panjang gelombang ialah 3 m (0.5 m, 2 s -1 )

Panjang gelombang ialah 2 m, dan kelajuan perambatannya ialah 400 m/s. Tentukan berapa banyak ayunan lengkap yang dibuat oleh gelombang ini dalam 0.1 s (20)

Mari kita anggap ia menarik : Gelombang pada permukaan cecair tidak membujur atau melintang. Jika anda membaling bola kecil ke permukaan air, anda akan melihat bahawa ia bergerak, bergoyang di atas ombak, di sepanjang laluan bulat. Oleh itu, gelombang pada permukaan cecair adalah hasil daripada penambahan longitudinal dan pergerakan sisi zarah air.

5. Merumuskan pelajaran.

Jadi mari kita ringkaskan.

Apakah perkataan yang akan anda gunakan untuk menggambarkan keadaan selepas pelajaran?:

Pengetahuan hanyalah pengetahuan apabila ia diperoleh melalui usaha pemikiran seseorang, dan bukan melalui ingatan;

Oh, betapa penatnya saya dengan kekecohan ini.....

Anda memahami kebahagiaan belajar, nasib baik, undang-undang dan rahsia

Mempelajari topik "Gelombang Mekanikal" tidak begitu mudah!!!

6 . Maklumat tentang kerja rumah.

Sediakan jawapan kepada soalan mengikut pelan menggunakan §§42-44

Adalah baik untuk mengetahui formula dan definisi mengenai topik "Gelombang"

Pilihan: buat teka silang kata mengenai topik "Gelombang mekanikal"

Tugasan:

Nelayan itu menyedari bahawa dalam 10 saat apungan itu membuat 20 ayunan pada ombak, dan jarak antara bonggol ombak bersebelahan ialah 1.2 m Apakah kelajuan perambatan gelombang?(T=n/t; T=10/5=2s; λ=υ*ν; ν=1/T; λ=υ/T; υ=λ*T*υ=1*2=2(m/s ))

Panjang gelombang ialah 5 m, dan frekuensinya ialah 3 Hz. Tentukan kelajuan gelombang.(1.6 m/s)

Muhasabah diri

Pelajaran telah diadakan di gred 11 dengan topik "Fenomena gelombang. Penyebaran gelombang mekanikal. Panjang gelombang. Kelajuan gelombang."Adakah pelajaran ketiga belas dalam bahagian fizik " Getaran mekanikal dan ombak." Jenis pelajaran: mempelajari bahan baharu.

Pelajaran mengambil kira triune tujuan didaktik: pendidikan, perkembangan, pendidikan. Tujuan pendidikan Saya memperkenalkan pelajar kepada asal-usul istilah "gelombang, panjang gelombang, kelajuan gelombang"; menunjukkan kepada pelajar fenomena perambatan gelombang, dan juga membuktikan melalui eksperimen kewujudan dua jenis gelombang: melintang dan membujur. Sebagai matlamat pembangunan, saya menetapkan pelajar untuk membangunkan idea yang jelas tentang syarat untuk perambatan gelombang; perkembangan pemikiran logik dan teori, imaginasi, ingatan apabila menyelesaikan masalah dan menyatukan pengetahuan. Saya menetapkan matlamat pendidikan: untuk membentuk sikap teliti terhadap kerja akademik, motivasi positif untuk pembelajaran, dan kemahiran komunikasi; menyumbang kepada pendidikan kemanusiaan, disiplin, dan persepsi estetik dunia.

Semasa pelajaran kami melalui peringkat berikut:

Peringkat organisasi

Motivasi dan menetapkan matlamat dan objektif untuk pelajaran. hidup pada peringkat ini Berdasarkan klip video yang kami tonton, kami menentukan matlamat dan objektif pelajaran dan memberikan motivasi. menggunakan: kaedah lisan dalam bentuk perbualan, kaedah visual dalam bentuk menonton klip video.

Mempelajari bahan baharu

Pada peringkat ini, saya menyediakan sambungan logik apabila menerangkan bahan baharu: konsistensi, kebolehcapaian, kebolehfahaman. Kaedah utama pelajaran ialah: lisan (perbualan), visual (tunjuk cara, pemodelan komputer). Bentuk kerja: individu.

Menggabungkan bahan baharu

Apabila menyatukan pengetahuan pelajar, saya menggunakan tugasan interaktif daripada manual multimedia dalam bahagian "Gelombang Mekanikal", menyelesaikan masalah di papan tulis dengan penjelasan. Kaedah utama pelajaran ialah: praktikal (penyelesaian masalah), lisan (perbincangan tentang isu)

Merumuskan.

Pada peringkat ini, saya menggunakan kaedah lisan dalam bentuk perbualan, lelaki menjawab soalan yang dikemukakan.

Refleksi telah dijalankan. Kami mendapati sama ada matlamat yang ditetapkan pada permulaan pelajaran tercapai, apa yang sukar bagi mereka pelajaran ini. Dua orang murid diberi markah untuk masalah dan beberapa orang murid diberi markah untuk jawapan.

Maklumat tentang kerja rumah.

Pada peringkat ini, pelajar diminta menulis kerja rumah mereka dalam bentuk jawapan kepada soalan mengikut rancangan dan beberapa masalah di atas sehelai kertas. Dan secara pilihan buat teka silang kata.

Saya percaya bahawa matlamat didaktik triune pelajaran telah dicapai.

24-25.Fenomena gelombang. Penyebaran gelombang mekanikal. Panjang gelombang. Kelajuan perambatan gelombang. Penyelesaian masalah.

cikgu fizik

Sekolah menengah Razdolnenskaya peringkat І - ІІІ

Jabatan Pendidikan Pentadbiran Daerah Starobeshevsky

Kami meneruskan untuk mengkaji isu-isu yang berkaitan dengan gelombang. Mari kita bercakap tentang apa itu gelombang, bagaimana ia muncul dan bagaimana ia dicirikan. Ternyata, sebagai tambahan kepada hanya proses berayun dalam kawasan ruang yang sempit, getaran ini juga mungkin merambat dalam medium; tepatnya perambatan ini adalah gerakan gelombang.

Mari kita teruskan untuk membincangkan pengedaran ini. Untuk membincangkan kemungkinan wujudnya ayunan dalam medium, kita mesti memutuskan apakah medium tumpat. Medium tumpat ialah medium yang terdiri daripada bilangan yang besar zarah yang interaksinya sangat dekat dengan anjal. Mari bayangkan eksperimen pemikiran berikut.

nasi. 1. Percubaan pemikiran

Mari kita letakkan sebiji bola dalam medium elastik. Bola akan mengecut, mengecil dalam saiz, dan kemudian mengembang seperti degupan jantung. Apa yang akan diperhatikan dalam kes ini? Dalam kes ini, zarah-zarah yang bersebelahan dengan bola ini akan mengulangi pergerakannya, i.e. bergerak menjauh, menghampiri - dengan itu mereka akan berayun. Oleh kerana zarah ini berinteraksi dengan zarah lain yang lebih jauh dari bola, ia juga akan berayun, tetapi dengan sedikit kelewatan. Zarah yang datang dekat dengan bola ini bergetar. Mereka akan dihantar ke zarah lain, lebih jauh. Oleh itu, getaran akan merebak ke semua arah. Sila ambil perhatian bahawa dalam kes ini keadaan getaran akan merambat. Kami memanggil perambatan keadaan ayunan ini sebagai gelombang. Boleh dikatakan begitu

Proses perambatan getaran dalam medium elastik dari semasa ke semasa dipanggil gelombang mekanikal.

Sila ambil perhatian: apabila kita bercakap tentang proses terjadinya ayunan sedemikian, kita mesti mengatakan bahawa ia mungkin hanya jika terdapat interaksi antara zarah. Dalam erti kata lain, gelombang hanya boleh wujud apabila terdapat daya gangguan luaran dan daya yang menentang tindakan daya gangguan. Dalam kes ini, ini adalah daya elastik.

Gelombang mekanikal boleh merambat dalam medium elastik .

Elastik ialah medium yang terdiri daripada kuantiti yang banyak zarah berinteraksi antara satu sama lain melalui daya kenyal.

Proses pembiakan dalam kes ini akan dikaitkan dengan ketumpatan dan kekuatan interaksi antara zarah medium tertentu.

Mari kita perhatikan satu perkara lagi.

Gelombang tidak mengangkut jirim . Lagipun, zarah berayun berhampiran kedudukan keseimbangan. Tetapi pada masa yang sama, gelombang memindahkan tenaga. Fakta ini boleh digambarkan oleh gelombang tsunami. Jirim tidak dibawa oleh gelombang, tetapi gelombang membawa tenaga sedemikian rupa sehingga membawa bencana besar.

Mari kita bercakap tentang jenis gelombang. Terdapat dua jenis - gelombang membujur dan melintang. Apa dah jadi gelombang membujur? Gelombang ini boleh wujud dalam semua media. Dan contoh dengan bola berdenyut di dalam medium padat adalah tepat contoh pembentukan gelombang membujur. Gelombang sedemikian adalah perambatan di angkasa dari masa ke masa. Pergantian pemadatan dan rarefaction ini ialah gelombang membujur. Saya ulang sekali lagi bahawa gelombang sedemikian boleh wujud dalam semua media - cecair, pepejal, gas.

Gelombang longitudinal ialah gelombang yang perambatannya menyebabkan zarah-zarah medium berayun di sepanjang arah perambatan gelombang.

R ialah. 2. Gelombang membujur

Bagi gelombang melintang pula gelombang melintang boleh wujud hanya dalam pepejal dan pada permukaan cecair.

Gelombang melintang ialah gelombang yang perambatannya menyebabkan zarah medium berayun berserenjang dengan arah perambatan gelombang.

nasi. 3. Gelombang melintang

Kelajuan perambatan gelombang longitudinal dan melintang adalah berbeza, tetapi ini adalah topik pelajaran berikut.

Rajah "Gelombang membujur dan melintang"

Panjang gelombang. Kelajuan gelombang

Pelajaran ditumpukan kepada topik "Ciri-ciri gerakan gelombang." Sebagai permulaan, mari kita ingat itu gelombang mekanikal ialah getaran yang merambat dari semasa ke semasa dalam medium kenyal. Oleh kerana ia adalah ayunan, gelombang akan mempunyai semua ciri yang sepadan dengan ayunan: amplitud, tempoh ayunan dan frekuensi. Di samping itu, gelombang mempunyai ciri khasnya sendiri. Salah satu ciri ini ialah panjang gelombang. Panjang gelombang dilambangkan dengan huruf Yunani l (lambda, atau mereka menyebut "lambda") dan diukur dalam meter.

A – amplitud [m]

T – tempoh [s]

ν – kekerapan [Hz]

l – panjang gelombang [m]

Apakah panjang gelombang?

Panjang gelombang ialah jarak terpendek antara zarah yang bergetar dengan fasa yang sama.

nasi. 1. Panjang gelombang, amplitud gelombang

Adalah lebih sukar untuk bercakap tentang panjang gelombang dalam gelombang membujur, kerana di sana adalah lebih sukar untuk memerhatikan zarah yang melakukan getaran yang sama. Tetapi terdapat juga ciri - panjang gelombang, yang menentukan jarak antara dua zarah yang melakukan getaran yang sama, getaran dengan fasa yang sama.

Ciri seterusnya ialah kelajuan perambatan gelombang (atau ringkasnya kelajuan gelombang). Kelajuan gelombang dilambangkan, sama seperti kelajuan lain, dengan huruf V dan diukur dalam m/s. Bagaimana untuk menerangkan dengan jelas apakah kelajuan gelombang? Cara paling mudah untuk melakukan ini ialah menggunakan gelombang melintang sebagai contoh. Bayangkan seekor burung camar terbang di atas puncak ombak. Kelajuan penerbangannya di atas puncak akan menjadi kelajuan gelombang itu sendiri.

nasi. 2. Untuk menentukan kelajuan gelombang

Kelajuan gelombang bergantung pada ketumpatan medium, apakah daya interaksi antara zarah medium ini. Mari kita tuliskan hubungan antara kelajuan gelombang, panjang gelombang dan tempoh gelombang: . Formula "Panjang gelombang"

Halaju boleh ditakrifkan sebagai nisbah panjang gelombang, jarak yang dilalui oleh gelombang dalam 1 tempoh, kepada tempoh ayunan zarah medium di mana gelombang merambat. Di samping itu, ingat bahawa. Kemudian kita mempunyai hubungan lain untuk kelajuan gelombang: V = lν.

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa

Apabila gelombang melalui satu medium ke medium lain, ciri-cirinya berubah: kelajuan gelombang, panjang gelombang. Tetapi frekuensi ayunan tetap sama.

Gelombang dalam alam semula jadi dan teknologi

Tugasan interaktif

Sebelum kita mula menyelesaikan masalah, mari kita jawab soalan:

1. Apakah sifat utama semua gelombang, tanpa mengira sifatnya?
2. Mengapakah gelombang melintang tidak boleh wujud dalam gas dan cecair?
3. Apakah jenis badan yang boleh dicipta persekitaran gelombang bunyi?

Selesaikan masalah menggunakan bahan di atas:

Apabila menyelesaikan masalah, kelajuan bunyi di udara dianggap diberikan dan sama dengan 330 m/s.
1. Di lautan, panjang gelombang mencapai 300 m dan tempohnya ialah 13.5 s. Tentukan kelajuan perambatan gelombang tersebut.
2. Tentukan panjang gelombang bunyi pada frekuensi 200 Hz.
3. Pemerhati mendengar bunyi tembakan artileri 6 s selepas dia melihat kilat. Berapa jauhkah pistol itu darinya?
4. Panjang gelombang bunyi, dipancarkan oleh biola. boleh berbeza dari 23 mm hingga 1.3 m Apakah julat frekuensi biola?
5. Jarak ke halangan yang memantulkan bunyi ialah 66 m Berapa lama masa yang diambil untuk seseorang mendengar gema itu?

Anda boleh mencadangkan beberapa masalah lain dan menyelesaikannya menggunakan tablet, contohnya R No. 439-444.

Kerja rumah: Perenggan 42-44, latihan 6, muka surat 129.

Apakah yang dipanggil gelombang? Mengapa gelombang berlaku?
Zarah individu mana-mana badan - pepejal, cecair atau gas - berinteraksi antara satu sama lain. Oleh itu, jika ubah bentuk berlaku di mana-mana bahagian medium elastik, maka selepas pemberhentian pengaruh luaran ia tidak akan kekal di tempatnya, tetapi akan mula merebak dalam medium ke semua arah.
Perubahan keadaan medium yang merambat melalui ruang mengikut masa dipanggil gelombang.
Dalam udara, dalam pepejal dan dalam cecair, gelombang mekanikal timbul disebabkan oleh daya kenyal ( gelombang elastik). Daya ini berkomunikasi antara bahagian individu badan. Graviti dan tegangan permukaan (gelombang permukaan) memainkan peranan dalam pembentukan gelombang di permukaan air.
Impuls gelombang dan gelombang harmonik
Ombak boleh ada bentuk yang berbeza. Nadi gelombang (atau gelombang tunggal) ialah gangguan yang agak pendek (letupan) bentuk bebas. Dorongan sedemikian berlaku, sebagai contoh, dalam tali getah yang diikat pada dinding, jika anda melambai tangan anda sekali, memegang

kubis bertentangan hujung regangan | kord rajutan (Rajah 4.2). | Jika gangguan persekitaran menyebabkan - | Xia berkala kuasa luar, berubah mengikut masa mengikut undang-undang harmonik, maka gelombang yang ditimbulkannya dipanggil harmonik. Dalam kes ini, pada setiap titik medium, ayunan harmonik berlaku dengan frekuensi pengaruh luar. Kami akan mempertimbangkan terutamanya gelombang harmonik atau gelombang hampir kepada harmonik. Ini adalah jenis gerakan gelombang yang paling mudah. Kajian gelombang harmonik adalah amat penting apabila membina teori sebarang gerakan gelombang.
Ciri utama pergerakan gelombang

Perwakilan visual ciri-ciri utama gerakan gelombang boleh diperolehi dengan mempertimbangkan gelombang di permukaan air. Ombak kelihatan seperti aci bulat berjalan ke hadapan (Rajah 4.3). Jarak antara aci, atau rabung, adalah lebih kurang sama. Walau bagaimanapun, jika anda membuang air ringan subjek, contohnya kotak mancis, maka ia tidak akan dibawa ke hadapan oleh gelombang, tetapi akan mula berayun ke atas dan ke bawah, kekal hampir tepat di satu tempat.
Apabila gelombang merambat, bentuk bergerak (bergerak negeri tertentu medium bergetar), tetapi bukan pemindahan bahan di mana gelombang merambat. Gangguan air yang timbul di satu tempat, contohnya dari batu yang dibaling, dihantar ke kawasan jiran dan secara beransur-ansur merebak ke semua arah. Tiada aliran air: hanya bentuk permukaannya yang bergerak.
Kelajuan gelombang
Ciri yang paling penting bagi gelombang ialah kelajuan perambatannya. Gelombang dari sebarang sifat tidak merambat melalui angkasa dengan serta-merta. Kelajuan mereka adalah terhad. Orang boleh bayangkan, sebagai contoh, bahawa seekor camar terbang di atas laut dengan cara yang ia sentiasa berakhir di atas puncak gelombang yang sama. Kelajuan gelombang dalam kes ini akan sama dengan kelajuan burung camar. Gelombang di permukaan air sesuai untuk pemerhatian kerana kelajuan perambatannya rendah.
Gelombang melintang dan membujur
Tidak sukar TE.KZh6 untuk memerhati gelombang yang merambat di sepanjang tali getah. Jika satu hujung kord diikat dan, tarik sedikit kord dengan tangan anda, masukkan hujung yang satu lagi ke dalam gerakan berayun, maka gelombang akan berjalan di sepanjang kord (Rajah 4.4). Lebih cepat kord ditarik, lebih cepat kelajuan gelombang akan berlaku. Gelombang akan sampai ke titik berlabuh, dipantulkan dan lari ke belakang. Di sini, semasa gelombang merambat, perubahan dalam bentuk kord berlaku. Setiap bahagian kord berayun relatif kepada kedudukan keseimbangan malarnya. Sila ambil perhatian bahawa apabila gelombang merambat sepanjang kord, bahagian individunya berayun dalam arah yang berserenjang dengan arah perambatan.
6 - 5654
nasi. 4.4
Arah getaran
perambatan gelombang

Arah
nasi. 4.5 gelombang (Rajah 4.5). Gelombang sedemikian dipanggil melintang.
Tetapi tidak setiap gelombang adalah melintang. Ayunan juga boleh berlaku sepanjang arah perambatan gelombang (Rajah 4.6). Kemudian gelombang dipanggil longitudinal. Ia adalah mudah untuk memerhati gelombang membujur menggunakan spring lembut panjang diameter besar. Dengan memukul salah satu hujung spring dengan tapak tangan anda (Rajah 4.7, a), anda boleh melihat bagaimana mampatan (impuls anjal) berjalan di sepanjang spring. Menggunakan satu siri pukulan berturut-turut, adalah mungkin untuk merangsang gelombang pada musim bunga, yang mewakili mampatan dan lanjutan berturut-turut spring, berjalan satu demi satu (Rajah 4.7,6). Ayunan mana-mana gegelung spring berlaku ke arah perambatan gelombang.
Dari gelombang mekanikal nilai tertinggi mempunyai gelombang bunyi. Walau bagaimanapun, kajian gelombang bunyi lebih banyak tugas yang sukar daripada kajian wasiat sepanjang kord atau spring. Kami akan berurusan dengan mereka secara terperinci kemudian.
Tenaga gelombang
Apabila gelombang merambat, gerakan dipindahkan dari satu bahagian badan ke bahagian lain. Pemindahan gerakan oleh gelombang dikaitkan dengan pemindahan tenaga tanpa pemindahan jirim. Tenaga datang daripada sumber yang merangsang getaran pada permulaan kord, tali, dsb., dan merebak bersama gelombang. Tenaga ini, sebagai contoh, dalam kord terdiri daripada Arah kinetik
Arah ayunan perambatan gelombang
nasi. 4.7
dshshshshr
b) tenaga pergerakan bahagian kord dan tenaga keupayaan ubah bentuk keanjalannya.
Tenaga gelombang daripada batu yang dilemparkan ke dalam air bertambah tenaga kinetik terapung di permukaan air, boleh meningkat dan tenaga berpotensi kerepek terapung berhampiran pantai.
Apabila gelombang merambat, penurunan beransur-ansur dalam amplitud ayunan berlaku disebabkan oleh perubahan bahagian. tenaga mekanikal kepada yang batin. Jika kerugian ini boleh diabaikan, maka melalui keratan rentas, contohnya kord, jumlah tenaga mekanikal yang sama akan berlalu setiap unit masa.
Gelombang elektromagnet
Gelombang mekanikal merambat dalam jirim: gas, cecair atau pepejal. Walau bagaimanapun, terdapat satu lagi jenis gelombang yang tidak memerlukan sebarang bahan untuk merambat. ini gelombang elektromagnet, yang khususnya termasuk gelombang radio dan cahaya. Medan elektromagnet boleh wujud dalam vakum (dalam kekosongan), iaitu dalam ruang yang tidak mengandungi atom. Walaupun sifat gelombang ini yang luar biasa, perbezaan tajamnya daripada gelombang mekanikal, gelombang elektromagnet berkelakuan sama dengan gelombang mekanikal semasa perambatannya. Khususnya, gelombang elektromagnet juga bergerak pada kelajuan terhingga dan membawa tenaga bersamanya. ini sifat yang paling penting semua jenis gelombang.

Undang-undang asas Dinamik. Hukum Newton - pertama, kedua, ketiga. Prinsip relativiti Galileo. Undang-undang graviti sejagat. Graviti. Daya elastik. Berat badan. Daya geseran - rehat, gelongsor, bergolek + geseran dalam cecair dan gas.

Kinematik. Konsep asas. Pergerakan lurus seragam. Pergerakan dipercepatkan secara seragam. Pergerakan seragam dalam bulatan. Sistem rujukan. Trajektori, sesaran, laluan, persamaan gerakan, kelajuan, pecutan, hubungan antara kelajuan linear dan sudut.

Mekanisme mudah. Tuas (tuil jenis pertama dan tuas jenis kedua). Blok (blok tetap dan blok boleh alih). Satah condong. Tekan hidraulik. Peraturan keemasan mekanik

Undang-undang pemuliharaan dalam mekanik. Kerja mekanikal, kuasa, tenaga, hukum kekekalan momentum, hukum kekekalan tenaga, keseimbangan pepejal

Pergerakan bulat. Persamaan gerakan dalam bulatan. Halaju sudut. Normal = pecutan sentripetal. Tempoh, kekerapan peredaran (putaran). Hubungan antara halaju linear dan sudut

Getaran mekanikal. Getaran bebas dan paksa. Getaran harmonik. Getaran elastik. Bandul matematik. Transformasi tenaga semasa ayunan harmonik

Gelombang mekanikal. Kelajuan dan panjang gelombang. Persamaan gelombang perjalanan. Fenomena gelombang (pembelauan, gangguan...)

Mekanik bendalir dan aeromekanik. Tekanan, tekanan hidrostatik. undang-undang Pascal. Persamaan asas hidrostatik. Kapal berkomunikasi. undang-undang Archimedes. Syarat pelayaran tel. Aliran bendalir. undang-undang Bernoulli. Formula Torricelli

Fizik molekul. Peruntukan asas ICT. Konsep dan formula asas. Sifat-sifat gas ideal. Persamaan asas MKT. Suhu. Persamaan keadaan gas ideal. Persamaan Mendeleev-Clayperon. Undang-undang gas - isoterma, isobar, isokor

optik gelombang. Teori gelombang zarah cahaya. Sifat gelombang cahaya. Penyerakan cahaya. Gangguan cahaya. Prinsip Huygens-Fresnel. Pembelauan cahaya. Polarisasi cahaya

Termodinamik. Tenaga dalaman. Kerja. Jumlah haba. Fenomena terma. Undang-undang pertama termodinamik. Penggunaan hukum pertama termodinamik kepada pelbagai proses. Persamaan imbangan terma. Hukum kedua termodinamik. Enjin haba

Elektrostatik. Konsep asas. Caj elektrik. Undang-undang pemuliharaan cas elektrik. undang-undang Coulomb. Prinsip superposisi. Teori tindakan jarak dekat. Potensi medan elektrik. Kapasitor.

Arus elektrik yang berterusan. Hukum Ohm untuk keratan litar. Operasi dan kuasa DC. Undang-undang Joule-Lenz. Hukum Ohm untuk litar lengkap. Hukum elektrolisis Faraday. Litar elektrik - sambungan bersiri dan selari. peraturan Kirchhoff.

Getaran elektromagnet. Ayunan elektromagnet bebas dan paksa. Litar berayun. Arus elektrik berselang-seli. Kapasitor dalam litar arus ulang alik. Induktor (“solenoid”) dalam litar arus ulang alik.

Anda berada di sini sekarang: Gelombang elektromagnet. Konsep gelombang elektromagnet. Sifat gelombang elektromagnet. Fenomena gelombang

Medan magnet. Vektor aruhan magnet. Peraturan gimlet. Hukum Ampere dan daya Ampere. Kuasa Lorentz. Peraturan tangan kiri. Aruhan elektromagnet, fluks magnet, peraturan Lenz, hukum aruhan elektromagnet, aruhan diri, tenaga medan magnet

Fizik kuantum. hipotesis Planck. Fenomena kesan fotoelektrik. Persamaan Einstein. foton. Postulat kuantum Bohr.

Unsur-unsur teori relativiti. Postulat teori relativiti. Kerelatifan serentak, jarak, selang masa. Hukum relativistik penambahan halaju. Pergantungan jisim pada kelajuan. Hukum asas dinamik relativistik...

Ralat pengukuran langsung dan tidak langsung. Ralat mutlak dan relatif. Ralat sistematik dan rawak. Sisihan piawai (ralat). Jadual untuk menentukan ralat pengukuran tidak langsung pelbagai fungsi.

Fenomena ini wujud dalam sebarang bentuk gelombang. Selain itu, fenomena gangguan, pembelauan, polarisasi hanya merupakan ciri proses gelombang dan boleh dijelaskan hanya berdasarkan teori gelombang.

Pantulan dan pembiasan. Perambatan gelombang digambarkan secara geometri menggunakan sinar. Dalam persekitaran yang homogen ( n= const) sinar adalah rectilinear. Walau bagaimanapun, pada antara muka antara media, arah mereka berubah. Dalam kes ini, dua gelombang terbentuk: dipantulkan, merambat dalam medium pertama pada kelajuan yang sama, dan dibiaskan, merambat dalam medium kedua pada kelajuan yang berbeza, bergantung pada sifat medium ini. Fenomena pantulan dikenali untuk kedua-dua gelombang bunyi (gema) dan cahaya. Disebabkan oleh pantulan cahaya, imej maya terbentuk dalam cermin. Pembiasan cahaya mendasari banyak fenomena atmosfera yang menarik. Ia digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti optik: kanta, prisma, gentian optik. Peranti ini adalah elemen peranti itu sendiri untuk pelbagai tujuan: kamera, mikroskop dan teleskop, periskop, projektor, sistem optik komunikasi, dsb.

Gangguan gelombang - fenomena pengagihan semula tenaga apabila dua (atau beberapa) gelombang koheren (padanan) ditindih, disertai dengan penampilan corak gangguan maksima berselang-seli dan minima keamatan (amplitud) gelombang yang terhasil. Gelombang yang perbezaan fasa pada titik penambahan kekal malar dalam masa, tetapi boleh berbeza dari satu titik ke titik dan dalam ruang, dipanggil koheren. Jika ombak bertemu "dalam fasa", i.e. serentak mencapai sisihan maksimum dalam satu arah, maka mereka menguatkan satu sama lain, dan jika mereka bertemu "dalam antifasa," i.e. serentak mencapai penyimpangan bertentangan, mereka melemahkan satu sama lain. Penyelarasan ayunan dua gelombang (koheren) dua gelombang dalam kes cahaya hanya mungkin jika ia mempunyai asal yang sama, yang disebabkan oleh keanehan proses sinaran. Pengecualian adalah laser, sinaran yang dicirikan oleh koheren yang tinggi. Oleh itu, untuk melihat gangguan, cahaya yang datang dari satu sumber dibahagikan kepada dua kumpulan gelombang, sama ada melalui dua lubang (celah) dalam skrin legap, atau disebabkan oleh pantulan dan pembiasan pada antara muka media dalam filem nipis. Corak gangguan daripada sumber monokromatik ( λ =const) pada skrin untuk sinaran yang melalui dua celah sempit, jarak yang rapat, mempunyai rupa jalur terang dan gelap berselang-seli (eksperimen Jung, 1801). Jalur terang - keamatan maksimum diperhatikan pada titik skrin di mana gelombang dari dua celah bertemu "dalam fasa", iaitu perbezaan fasa mereka

, m =0,1,2,…,(3.10)

Ini sepadan dengan perbezaan laluan sinar, gandaan nombor integer panjang gelombang λ

, m =0,1,2,…,(3.11)

Jalur gelap (pembatalan bersama), i.e. minima intensiti berlaku pada titik-titik skrin di mana gelombang bertemu "dalam antifasa," iaitu, perbezaan fasa mereka adalah

, m =0,1,2,…,(3.12)

Ini sepadan dengan perbezaan dalam laluan sinar, gandaan bagi bilangan ganjil separuh gelombang

, m =0,1,2,….(3.13)

Gangguan diperhatikan untuk gelombang yang berbeza. Gangguan cahaya putih, yang merangkumi semua gelombang cahaya kelihatan dalam julat panjang gelombang mikron boleh muncul dalam bentuk filem nipis petrol berwarna pelangi pada permukaan air, buih sabun, dan filem oksida pada permukaan logam. Gangguan keadaan maksimum dalam titik yang berbeza filem dibuat untuk gelombang yang berbeza dengan panjang gelombang yang berbeza, yang membawa kepada penguatan gelombang warna yang berbeza. Keadaan gangguan ditentukan oleh panjang gelombang, yang mana bagi cahaya yang boleh dilihat ialah pecahan mikron (1 µm = 10 -6 m), oleh itu fenomena ini mendasari pelbagai kaedah penyelidikan, kawalan dan pengukuran ketepatan (“ultra-tepat”). Penggunaan gangguan adalah berdasarkan penggunaan interferometer, spektroskop gangguan, serta kaedah holografi. Gangguan cahaya digunakan untuk mengukur panjang gelombang sinaran, penyelidikan struktur halus garis spektrum, penentuan ketumpatan, indeks biasan bahan, ketebalan salutan nipis.

pembelauan– satu set fenomena yang timbul apabila gelombang merambat dalam medium dengan sifat heterogen yang ketara. Ini diperhatikan apabila gelombang melalui lubang pada skrin, berhampiran sempadan objek legap, dsb. Pembelauan mengakibatkan gelombang membengkok di sekeliling halangan yang dimensinya sepadan dengan panjang gelombang. Jika saiz halangan jauh lebih besar daripada panjang gelombang, maka pembelauan adalah lemah. Pada halangan makroskopik, pembelauan bunyi, gelombang seismik, dan gelombang radio diperhatikan, yang mana 1 cm km. Untuk memerhatikan pembelauan cahaya, halangan mestilah lebih kecil. Belauan gelombang bunyi menerangkan keupayaan untuk mendengar suara seseorang yang terletak di sekitar sudut rumah. Belauan gelombang radio di sekeliling permukaan Bumi menerangkan penerimaan isyarat radio dalam julat gelombang radio panjang dan sederhana jauh di luar garis penglihatan antena pemancar.

Pembelauan gelombang disertai dengan gangguannya, yang membawa kepada pembentukan corak pembelauan, maksima berselang-seli dan minima keamatan. Apabila cahaya melalui grating pembelauan, iaitu satu set jalur telus dan legap selari berselang seli (sehingga 1000 setiap 1 mm), corak pembelauan muncul pada skrin, kedudukan maksimumnya bergantung pada panjang gelombang sinaran. . Ini membolehkan penggunaan kisi pembelauan untuk analisis komposisi spektrum sinaran. Struktur bahan kristal serupa dengan tiga dimensi kisi pembelauan. Pemerhatian corak pembelauan semasa laluan sinaran x-ray, pancaran elektron atau neuron, melalui kristal di mana zarah jirim (atom, ion, molekul) disusun dengan teratur, membolehkan seseorang mengkaji ciri strukturnya. Nilai ciri untuk jarak antara atom ialah d~10 -10 m, yang sepadan dengan panjang gelombang sinaran yang digunakan dan menjadikannya amat diperlukan untuk analisis kristalografi.

Difraksi cahaya menentukan had resolusi instrumen optik (teleskop, mikroskop, dll.). Resolusi - jarak minimum antara dua objek di mana ia boleh dilihat secara berasingan dan tidak bercantum - diselesaikan. Disebabkan oleh pembelauan, imej sumber titik (contohnya, bintang dalam teleskop) muncul sebagai bulatan, supaya objek berdekatan tidak diselesaikan. Resolusi bergantung pada beberapa parameter, termasuk panjang gelombang: semakin pendek panjang gelombang, semakin pendek resolusi yang lebih baik. Oleh itu, saiz objek yang diperhatikan dalam mikroskop optik dihadkan oleh panjang gelombang cahaya (kira-kira 0.5 μm).

Fenomena gangguan dan pembelauan cahaya mendasari prinsip merekod dan menghasilkan semula imej dalam holografi. Kaedah yang dicadangkan pada tahun 1948 oleh D. Gabor (1900 – 1979) merekodkan corak gangguan yang diperolehi dengan menerangi objek dan plat fotografi dengan sinaran koheren. Hologram yang terhasil terdiri daripada bintik-bintik terang dan gelap berselang-seli yang tidak mempunyai persamaan dengan objek bagaimanapun, pembelauan dari hologram gelombang cahaya yang sama dengan yang digunakan dalam rakamannya memungkinkan untuk membina semula gelombang yang tersebar oleh objek sebenar dan mendapatkan tiganya; -imej berdimensi.

Polarisasi- fenomena yang khas hanya kepada gelombang melintang. Sifat melintang gelombang cahaya (serta mana-mana gelombang elektromagnet lain) dinyatakan dalam fakta bahawa vektor kekuatan medan elektrik () dan aruhan magnet () yang berayun di dalamnya adalah berserenjang dengan arah perambatan gelombang. Di samping itu, vektor ini saling berserenjang, jadi untuk penerangan penuh keadaan polarisasi cahaya memerlukan mengetahui tingkah laku hanya satu daripadanya. Kesan cahaya pada peranti rakaman ditentukan oleh vektor voltan medan elektrik, yang dipanggil vektor cahaya.

Gelombang cahaya, dipancarkan sumber semula jadi sinaran i.e. banyak atom bebas, tidak terpolarisasi, kerana arah ayunan vektor cahaya () dalam pancaran semula jadi akan berubah secara berterusan dan secara rawak, kekal berserenjang dengan vektor kelajuan gelombang.

Cahaya di mana arah vektor cahaya kekal tidak berubah dipanggil terkutub linear. Polarisasi ialah susunan ayunan vektor. Contohnya ialah gelombang harmonik. Untuk mempolarisasi cahaya, peranti yang dipanggil polarizer digunakan, tindakannya berdasarkan keanehan proses pantulan dan pembiasan cahaya, serta pada anisotropi sifat optik bahan dalam keadaan kristal. Vektor cahaya dalam rasuk yang melalui polarizer berayun dalam satah yang dipanggil satah polarizer. Apabila cahaya terkutub melalui polarizer kedua, ternyata keamatan rasuk yang dihantar berubah apabila polarizer berputar. Cahaya melalui peranti tanpa penyerapan jika polarisasinya bertepatan dengan satah polarizer kedua dan terlewat sepenuhnya olehnya apabila kristal diputar 90 darjah, apabila satah ayunan cahaya terpolarisasi berserenjang dengan satah polarizer kedua .

Polarisasi cahaya telah menemui aplikasi yang meluas dalam pelbagai industri penyelidikan saintifik dan teknologi. ia digunakan dalam kajian mikroskopik, dalam proses rakaman bunyi, lokasi optik, penggambaran dan fotografi berkelajuan tinggi, dalam industri makanan(sakharimetri), dsb.

Penyerakan- pergantungan kelajuan perambatan gelombang pada frekuensinya (panjang gelombang). Apabila gelombang elektromagnet merambat dalam medium, -

Varians ditentukan sifat fizikal medium di mana gelombang merambat. Sebagai contoh, dalam vakum, gelombang elektromagnet merambat tanpa serakan, tetapi dalam medium bahan, walaupun dalam persekitaran yang jarang seperti ionosfera Bumi, penyebaran berlaku. Bunyi dan gelombang ultrasonik juga menunjukkan penyebaran. Apabila ia merambat dalam medium, gelombang harmonik dengan frekuensi yang berbeza di mana isyarat boleh diuraikan merambat dengan pada kelajuan yang berbeza, yang membawa kepada herotan bentuk isyarat. Penyerakan cahaya ialah pergantungan indeks biasan sesuatu bahan pada frekuensi (panjang gelombang) cahaya. Apabila kelajuan cahaya berubah bergantung pada frekuensi (panjang gelombang), indeks biasan berubah. Disebabkan serakan cahaya putih, yang terdiri daripada banyak gelombang frekuensi yang berbeza, apabila melalui prisma segi tiga telus, ia terurai dan spektrum berterusan (berterusan) terbentuk. Kajian spektrum ini membawa I. Newton (1672) kepada penemuan penyebaran cahaya. Untuk bahan yang lutsinar di kawasan tertentu spektrum, indeks biasan meningkat dengan peningkatan kekerapan (penurunan panjang gelombang), yang sepadan dengan taburan warna dalam spektrum. Indeks biasan tertinggi adalah untuk cahaya ungu (=0.38 µm), yang paling rendah untuk cahaya merah (=0.76 µm). Fenomena serupa diperhatikan dalam alam semula jadi semasa pengedaran cahaya matahari di atmosfera dan pembiasannya dalam zarah air (musim panas) dan ais (musim sejuk). Ini mewujudkan halo pelangi atau suria.

Kesan Doppler. Kesan Doppler ialah perubahan dalam frekuensi atau panjang gelombang yang dirasakan oleh pemerhati (penerima) disebabkan oleh pergerakan sumber gelombang dan pemerhati secara relatif antara satu sama lain. Kelajuan gelombang u ditentukan oleh sifat-sifat medium dan tidak berubah apabila sumber atau pemerhati bergerak. Jika pemerhati atau sumber gelombang bergerak dengan kelajuan berbanding medium, maka frekuensi v ombak yang diterima menjadi berbeza. Pada masa yang sama, seperti yang ditubuhkan K. Doppler (1803 - 1853), apabila pemerhati menghampiri sumber, kekerapan gelombang meningkat, dan apabila bergerak menjauh, ia berkurangan. Ini sepadan dengan penurunan panjang gelombang λ apabila sumber dan pemerhati mendekat dan bertambah λ apabila mereka disingkirkan antara satu sama lain. Untuk gelombang bunyi, kesan Doppler memanifestasikan dirinya dalam peningkatan pic bunyi apabila sumber bunyi dan pemerhati semakin dekat (dalam 1 sec pemerhati merasakan bilangan yang lebih besar gelombang), dan dengan itu dalam penurunan nada bunyi apabila ia bergerak menjauh. Kesan Doppler juga menyebabkan "anjakan merah", yang diterangkan di atas. - pengurangan kekerapan sinaran elektromagnet daripada sumber yang bergerak. Nama ini disebabkan oleh fakta bahawa di bahagian spektrum yang kelihatan, akibat kesan Doppler, garisan dialihkan ke arah hujung merah; "anjakan merah" juga diperhatikan dalam pelepasan mana-mana frekuensi lain, contohnya dalam julat radio. Kesan sebaliknya, dikaitkan dengan frekuensi yang lebih tinggi, dipanggil anjakan biru (atau ungu). Dalam astrofizik, dua "anjakan merah" dipertimbangkan - kosmologi dan graviti. Kosmologi (metagalactic) dipanggil "anjakan merah" yang diperhatikan untuk semua sumber jauh (galaksi, quasar) - penurunan frekuensi sinaran, menunjukkan jarak sumber ini antara satu sama lain dan, khususnya, dari Galaxy kita, iaitu tidak pegun (pengembangan ) Metagalaksi. "Peralihan merah" untuk galaksi ditemui oleh ahli astronomi Amerika W. Slipher pada 1912-14; pada tahun 1929 E. Hubble mendapati bahawa untuk galaksi jauh ia lebih besar daripada galaksi yang berdekatan, dan meningkat kira-kira mengikut kadar jarak. Ini memungkinkan untuk mengenal pasti hukum jarak bersama (penyebaran) galaksi. Undang-undang Hubble dalam kes ini ditulis dalam bentuk

u = Hr; (3.14)

(u ialah kelajuan galaksi bergerak menjauh, r- jarak ke sana, N - pemalar Hubble). Dengan menentukan kelajuan galaksi bergerak menjauhi anjakan merahnya, jarak ke galaksi boleh dikira. Untuk menentukan jarak ke objek ekstragalaksi menggunakan formula ini, anda perlu mengetahui nilai berangka pemalar Hubble N. Pengetahuan tentang pemalar ini juga sangat penting untuk kosmologi: penentuan "zaman" Alam Semesta dikaitkan dengannya. Pada awal tahun tujuh puluhan abad kedua puluh, nilai untuk pemalar Hubble telah diterima pakai N =(3 – 5)*10 -18 s -1 , timbal balik T = 1/H = 18 bilion tahun. “Anjakan merah” graviti adalah akibat daripada kelembapan dalam kadar masa dan disebabkan oleh medan graviti (kesan teori umum relativiti). Fenomena ini juga dipanggil kesan Einstein atau kesan Doppler umum. Ia telah diperhatikan sejak 1919, pertama dalam sinaran Matahari, dan kemudian dari beberapa bintang lain. Dalam beberapa kes (contohnya, apabila keruntuhan graviti) "anjakan merah" kedua-dua jenis hendaklah dipatuhi.