Begrepp inom stående vågor

Centrala begrepp som kräver utförlig förklaring

Pulser

Du skickar i väg ett bowlingklot, så att du träffar en kvarbliven kägla. En del av klotets kinesiska energi används till för att fälla käglan. Men det går också att fälla käglan utan att sända ett klot eller någon annat sports föremål. Tänk dig att du ska använda en fjäder istället som är spänd förbi käglan. Med en snabb handviftning o sidled kan du skapa en utbuktning på fjärden. Eftersom att fjädern är elastiskt bunden till varandra drar de efter hand med sig nya, och en puls varandra i väg. Och när pulsen når käglan så fälls käglan.

Pulsen transporterar energi längs fjädern, men ingen materia har förflyttats. De enskilda fjädervarven rörde sig bara vinkelrätt ut från fjädern och tillbaka när pulsen passerade,

--Frank (diskussion) 27 januari 2015 kl. 12.41 (UTC)

Vågor

Våg.

Det finns två olika sorters vågor, transversell våg och longitudinell våg. Transversell våg är en våg sådan som vi har arbetat som liknar en sinuskurva och på det sättet ljuset kan formas på(svängningen är vinkelrät mot utbredningsriktningen). Longitudinell våg är däremot en våg som liknar en ljudvåg, eller en våg i en fjärder(svängningarna är i samma riktning/motsatt som utbredningsriktningen). I en Transversell våg finns det fyra viktiga element, Aplitud(A), Våglängd(λ), Periodtid(T) och Frekvens(f). Aplutiden är alltså den största möjliga utslaget på vågen d.v.s. "mittenläget" av vågen till en av utslaget (utbuktningarna) i vågen och ju större vågen är desto större blir amplituden. Våglängden är alltså längden mellan två "utbuktningar" (två toppar) (ej vågdal och vågtopp), två utbuktningar åt samma håll. Periodtiden är hur lång tid det tar får vågen att gå en period, alltså hur lång tid det tar för vågen att åka från vågtoppen till vågdalen och tillbaka till vågtoppen igen. Frekvens är hur många svängningar vågen gör per sekund, alltså hur många perioder per sekund. En ekvation för att lösa ut T eller f kan skrivas på detta sätt ---> f=1/T <==> T=1/f

-Gurpreet

Periodiska vågor

När vi vet lambda, alltså sträckan av våglängden samt perioden, kan man räkna ut hastigheten: v=λ/T. Antalet svägningar per sekund kallas frekvens,f. Den har enheten 1/s eller s^-1 som kallas Hertz. Sambandet mellan f och T är alltså: T=1/f eller f=1/T. Därför kan ekvationen också skrivas såhär: v=f*λ. Detta är ett centralt samband som gäller både transversella och longitudinella vågrörelser.

http://wikiskola.se/images/V%C3%A5gl%C3%A4ngder_fysik_2.png

Reflexion

Vad definierar en reflexion?

Om man fokuserar en ljusstråle mot en yta kommer en del av ljuset kastas tillbaka eller bort från ytan, med andra ord reflekteras ljuset.

Finns det olika styrkor på en reflexion?

Kvantiteten av reflektionen beror helt på själva ytan ljuset träffar, olika ytor är bättre eller sämre på att reflektera ljus. Det är även så att ytans struktur avgör riktningen på det reflekterade ljuset.

Exempel på olika reflexioner:

1. REGELBUNDEN

En slät och plan yta, exempelvis en blank metallplåt, som träffas av parallella ljusstrålar kommer att reflektera ljuset så att strålarna fortfarande är parallella efter reflexionen. Det kallas för en regelbunden reflexion.

2. DIFFUS

En en blank och vit vägg består av en skorvig yta, det vill säga att väggen inte är slät utan har små men synliga bucklor och där med reflekterar ljuset åt alla möjliga håll, oberoende av de infallande ljusstrålarnas riktning. Denna typ av reflektion kallas för diffus reflexion.

Av: Mattias Norberg TE12A

Transmission

August

Superposition

Av Albin

Destruktiv och konstruktiv interaktion mellan två vågor.

När två eller fler vågor går igenom samma medium så framkommer fler av vågornas egenskaper. Begreppet superposition beskriver interaktion mellan flera vågor i samma medium. Till exempel när två vågor av samma amplitud, riktning och är i samma fas (ϕ=0) så kommer de interagera konstruktivt med varandra, då kommer man se en amplitud som är dubbelt så stor. Däremot om de två vågorna är i motsatt fas (ϕ=180^o) så kommer de att verka destruktivt mot varandra, man får då amplituden noll.

Två vågor i motsatt riktning

Däremot om de två vågorna går i motsatt riktning så kommer så kommer netto-vågen att ha dubbelt så stor amplitud när vågorna är i fas och ta ut varandra när dom är i motsatt fas, men netto-vågen kommer däremot inte att röra säg utan den oscillerar på stället.

Refraktion

Ljus genom luft samt plexi, ljuset i detta experiment genomgår refraktion vilket kan ses i den lägre strålen och reflektion vilket kan ses i den övre.

Dessutom, eftersom refraktion kan göra objekt visas närmare än de är, är den ansvarig för att tillåta vatten att förstora objekt. Först, som ljuset går in i en droppe vatten, saktar ner. Om vattenytan inte är plan, då ljuset kommer att böjas till en ny väg. Denna runda formen kommer att böja ljuset utåt och som den breder ut sig, den bild som du ser blir större.

Refraktion kan ses när man tittar in i en skål med vatten. Luft har ett brytningsindex av ca 1,0003, och vatten har ett brytningsindex av ca 1,3330. Om en person ser på ett rakt föremål, såsom en penna som är placerad med en vinkel, delvis i vattnet, förefaller objektet som böjt vid vattenytan. Detta beror på böjningen av ljusstrålar när de rör sig från vattnet till luften. När strålarna når ögat så ser det dem som om de vore raka strålar och tar således inte hänsyn till ljusets brytning. Detta gör att pennan att visas högre och vattnet visas grundare än det egentligen är. De djup som vattnet verkar vara när den ses från ovan är känd som det skenbara djupet. För små infallsvinklar (mätt från normalen, när sin θ är ungefär densamma som tan θ) så är förhållandet mellan det uppenbara och det verkliga djupet samma som förhållandet mellan brytnings indexet av luft och vatten. Men när infallsvinkeln närmar 90^o, närmar det uppenbara djupet noll, även om reflektionen ökar, vilket begränsar observationer vid höga infallsvinklar. Omvänt närmar sig synlig höjd oändlighet som infallsvinkeln (underifrån) ökar, men ännu tidigare, eftersom vinkeln för total inre reflektion är närmade sig, även om bilden bleknar från denna vy.

Dessutom, eftersom refraktion kan göra så att ett objekt ser närmare ut än de är, vilket kan användas för att förstora objekt med hjälp av vatten. När ljuset går in i en droppe vatten saktar det ner. Om vattenytan inte är plan, så kommer ljuset att böjas till en ny väg. Denna runda formen kommer att böja ljuset utåt och som den breder ut sig, så blir den bild som du ser blir större.

--JakobLindau (diskussion) 26 januari 2053 kl. 19.02 (UTC)

Brytningslagen för vågor

Sin α = λ₁/AB; Sin ß = λ₂/AB ←→ Sin α/Sin ß = λ₁/λ₂

Frekvensen är konstant, förlängning med f ger: Sin α/ Sin ß = f * λ₁/f * λ₂ = V₁/V₂

Vi vet att α = i och ß = b Sin i/Sin b = V₁/V₂ = konstant

Diffraktion

Miro

Diffraktion, eller böjning som det också kallas, är ett begrepp som beskriver hur en vågrörelse sprids då den träffar ett hinder. Se bild A. Storleken på öppningen mellan hindret bestämmer hur böjd diffraktionskurvan blir. Ju mindre öppning, desto mer böjd blir vågrörelsen efter det att den träffat hindret. På bild A så är det vattenvågor som slår in i hindret. Diffraktion ser annorlunda ut baserat på vilken typ av våg man har. Om vågrörelsen är av typen ljus, så uppstår också diffraktion. Däremot så blir diffraktionens form inte identisk med den som uppstår då vågrörelsen är utav vatten. Se bild B. Precis som vid diffraktion av vatten så har storleken på "öppningen" som ljuset passerar stor betydelse. Ju mindre öppning, desto bredare blir diffraktionen. I bildexempel B så är öppningen 0.1 mm stor. Om öppningen var 0.01 mm stor så skulle ljuset breda ut sig ännu mer mot den svarta bakgrunden. Observera att bredden på hindrets öppning måste vara mindre än ljusstrålens bredd. Om en laserstråle med diametern 0.5mm skickas genom en öppning som är större än 0.5mm så kommer ingen diffraktion att uppstå. Öppningen måste alltså vara mindre än ljusstrålens diameter för att diffraktion skall uppnås. Se bild C.

Bild A: http:// i.imgur.com/trOTMHu.jpg Bild B: http:// i.imgur.com/ofk0fS5.jpg?1 Bild C: http:// i.imgur.com/Rp2g8Go.jpg?1

Interferens

Interferens är benämningen på två eller flera vågrörelser vars överlappning resulterar i ett amplifierande eller nollställande av svängningar. När man placerar två periodiska vågkällor i fas intill varandra kan man observera detta fenomen. I överensstämmelse med superpositionsprincipen så blir summan av två överlagrade - interfererande eller överlappande- vågorna förstärkta eller försvagade. Som bilden 'Two sources interference' tydligt exemplifierar bildas smala stråk utan någon vågrörelse mellan vågorna då somliga vågor med diametralt motsatta amplituder tar ut varandra. Detta interferens mönster förekommer också i optikens värld och kan testas med ett dubbelspalts experiment.

Av: Oscar Rasinaho

Stående vågor

Tamara

Resonans

En egenproducerad GIF av Tacoma Narrows Bridge kollaps. (Längd 30 sekunder)

Resonans, även kallat självsvängning eller egensvängning är ett allmänt fenomen hos oscillerande eller vibrerande system som innebär att även en svag periodisk yttre störning (pådrivande kraft) nära systemets egenfrekvens kan leda till att systemets svängningsamplitud ökar kraftigt. Något som uppstår när en frekvens med lågt energiinehåll träffar ett odämpat material och får de odämpade materialet att hamna i självsvängning med samma svängingstid som lågenergifrekvensen de odämpade materialet träffats av, vilket i sin tur leder till ett ökat energiinnehåll i denna frekvens. Denna kraftiga enegriökning kan medföra diverse problem i olika situationer, allt ifrån en mindre alvarlig situation med att A-strängen på en gitarr kan få E-strängen i röresle till att vinden kan få en hel bro att rasa. I exemplet med gitarren så kan en A-sträng med frekvensen 440 Hz få E-strängen på 330 Hz att hamna i svängningeftersom både A och E- strängen på gittaren har en gemensam ton på 1320 Hz. Anledningen till att bron "Tacoma Narrows Bridge" som kollapsade var på grund av en felkonstruktion som de inblandade visste om. De var känt att bron kunde hamna i självsvängning genom att fånga upp vindens frekvens och förstäka den genom hela bron. Något konstruktionsteamet aldrig trodde skulle ske men en dag den 1 juli 1940 har vinden de rätta förhållanden som krävs och bron hamnar i kraftig självsvängning, vilket leder till för stor påfrestning i bärande balkar som ledde till att bron kollapsade.

--MaxAllerborg (diskussion) 26 januari 2015 kl. 23.52 (UTC)

Begrepp av ordförklaringstyp

Periodisk

Josefine

Transversell

Att en våg är transversell innebär att vågen har punkter på svängningsriktningen som är vinkelräta i förhållande till utbredningsriktningen. Man kan se denna egenskap i bland annat strängade instrument som gitarrer, men man kan se denna egenskap även i elektromagnetiska vågor. Kortfattat betyder transversell att något är tvärgående eller att en rät linje skär i andra linjer.

Simulering av falukorv