Hitrost valovanja
Valovanje se skozi snov širi s hitrostjo . V času, ko delec snovi napravi en nihaj, se valovanje premakne za eno valovno dolžino.
Svetloba je valovanje, pri katerem se spreminjata električno in magnetno polje; lahko se širi tudi skozi prazen prostor in ni nihanja delcev. Valovna dolžina svetlobe je razdalja, ki jo svetloba prepotuje v času, ko električno oz. magnetno polje napravi "en nihaj" - vrednost električnega polja pade z na in naraste nazaj na .
Hitrost valovanja
Hitrost valovanja je:
Hitrost valovanja je konstantna (če je snov homogena) in je odvisna od mehanskih lastnosti sredstva.
Hitrost valovanja na napeti vrvi ( je sila, s katero je vrv napeta, je dolžinska gostota vrvi):
Hitrost valovanja na gladini kapljevine:
Na gladini kapljevine se širi valovanje po ploskvi. Valovanje na ploskvi predstavimo z valovnimi črtami in žarki. Valovna črta je črta, ki povezuje sosednje točke na gladini, ki nihajo sočasno. Sosednji valovni črti sta razmaknjeni za valovno dolžino . Žarki so pravokotni na valovne črte.
Hitrost valovanja
Na meji dveh sredstev, v katerih se valovanje širi z različnima hitrostma, se del valovanja odbije, del valovanja se lomi.
Če ima valovanje v drugem sredstvu manjšo hitrost, se pri odboju na meji faza obrne. Valovanje se na meji odbije tako, da je kot med odbitim žarkom in vpadno pravokotnico na mejo enak kotu med vpadnim žarkom in pravokotnico.
Pri prehodu valovanja iz enega sredstva v drugo, kjer ima drugačno hitrost, se frekvenca valovanja ne spremeni. Spremeni se valovna dolžina in pri poševnem vpadu smer žarka.
Če je v drugem sredstvu hitrost valovanja manjša, se žarek lomi k vpadni pravokotnici. Velja:
Pri tem je vpadni kot in hitrost valovanja v prvem sredstvu; je lomni kot in hitrost valovanja v drugem sredstvu.
Hitrost valovanja - naloga
Po snovi se širi valovanje s frekveco s. S slike odčitaj valovno dolžino in izračunaj hitrost valovaja.
Valovna dolžina je: = cm.
Hitrost valovanja je: = cm/s.
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Valovna dolžina je: = cm.
Hitrost valovanja je: = cm/s.
Hitrost in amplituda
V izhodišču koordinatnega sistema je delec, ki niha s frekvenco . Na vrvi, ki je nanj pritrjena, povzroča motnje, ki se širijo v prostor s hitrostjo .
Frekvenca nihajočega delca oz. valovanja se ne spremina.
Spreminjaj hitrost valovanja in amplitudo valovanja in opazuj, kako se pri tem spreminja valovanje.
Z miško premakni točko na drsniku za hitrost oz. amplitudo.
Frekvenca, s katero niha telo v izhodišču, je Hz in se ne spreminja. Odgovori na vprašanja. Pri tem si lahko pomagaš s simulacijo zgoraj.
1. Kako se spremeni valovna dolžina, če hitrost valovanja ?
2. Kako se spremeni hitrost valovanja, če amplitudo valovanja?
3. Kako vpliva amplitude na valovno dolžino?
Super, rešitev je pravilna!
Valovna dolžina in frekvenca
Spreminjaj hitrost valovanja in ugotovi, kolikšno razdaljo prepotuje valovanje v enem nihajnem času pri različnih hitrostih.
Namig: čas lahko oceniš z nihajnimi časi delca.
Delec v izhodišču niha z nihanim časom s. Hitrost valovanja je cm/s.
1. Kolikšna je frekvenca nihanja delca?
Frekvenca delca je: s
2. Kolikšna je frekvenca valovanja?
Frekvenca valovanja je: s
3. Kolikšno razdaljo prepotuje označena točka v enem nihajnem času?
Razdalja je: cm
4. Kolikšna je valovna dolžina valovanja?
Valovna dolžina je cm.
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Svetloba
Valovna dolžina svetlobe barve je nm. Zapiši to valovno dolžino v metrih.
Valovna dolžina dane svetlobe je: m.
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Valovna dolžina dane svetlobe je: m.
Napeta vrv
Po vrvi se širi potujoče transverzalno valovanje. Spodaj je prikazana trenutna slika tega valovanja ob času .
Isto valovanje fotografiramo sekund kasneje.
Oglej si obe sliki in izračunaj hitrost opazovanega valovanja.
Pri določanju premika naj ti bo v pomoč oznaka na prvem hribu.
Premika valovanja v času s je: cm.
Hitrost valovanja je: cm/s.
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Premika valovanja v času s je: cm.
Hitrost valovanja je: cm/s.
Jeklena žica
Jeklena žica niha s frekvenco Hz. Hitrost potovanja valovanja po vrvi je m/s.
1. Kolikšna je valovna dolžina valovanja?
Valovna dolžina je: m
2. Kako se spremeni hitrost valovanja, če silo s katero je napeta vrv, štiri krat?
3. Kako se pri tem spremeni valovna dolžina?
Super, rešitev je pravilna!
Kapljevina
Žoga pade v vodo, na gladini zaniha in povzroči valovanje na vodni gladini.
V vodo je padla žogica, zanihala na gladini, in v vodi povzročila valovanje. Po vodni gladini to valovanje potuje s hitrostjo m/s. Razdalja med sosednjima hriboma vala je cm.
1. S kolikšno frekvenco je zanihala žogica?
Frekvenca nihanja žogice: Hz
2. Kolikšna je frekvenca valovanja?
Frekvenca valovanja: Hz
3. Kako globoka je voda, če veš, da je globina vode manjša od valovne dolžine valovanja?
Globina je: cm
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Valovne črte
Z rdečimi črtami so na spodnjih slikah označene valovne črte oz. žarki. Oglej si slike in odgovori na vprašanje.
Na kateri sliki so pravilno pri valovih na vodni gladini?
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Lom in odboj
Svetloba se v vakuumu širi s hitrostjo m/s. Približno takšno hitrost ima tudi v zraku.
Bela svetloba je sestavljena iz valov različnih valovnih dolžin: od približno nm do nm. Valovna dolžina določa barvo svetlobe.
Pri prehodu skozi dežne kapljice se bela svetloba lomi in nastane mavrica.
|
V vakuumu (tudi zraku) se vse valovne dolžine širijo z enako hitrostjo. Za snov to ne drži, zato se različne valovne dolžine lomijo pod različnimi koti in bela svetloba se razkloni v mavrico.
Lom in odboj - naloga
Svetloba prehaja iz prve snovi v drugo. Del svetlobe se na meji snovi odbije, preostanek se lomi. Hitrost svetlobe v prvi snovi je m/s in v drugi snovi m/s. Valovanje pada na mejo med sredstvoma pod vpadnim kotom .
1. Kolikšen je odbojni kot svetlobe na meji med obema snovema?
Odbojni kot je:
2. Kolikšen je kot, pod katerim se lomi valovanje v snovi 2?
Lomni kot je:
Super, rešitev je pravilna!
Sonar - naloga
S sonarjem preiskujejo morsko dno. Ultrazvok se od dna odbije nazaj do ladje in gladine, kjer se del valovanja lomi.
| 
|
Sonar na ladiji (glej sliko) oddaja ultrazvok s frekvenco kHz. Ultrazvok potuje do morskega dna, se tam odbije in potuje nazaj do ladje. Iz časa zakasnitve med oddanim in prejetim signalom računalnik izračuna, kako globoko je morsko dno.
Zvok se po vodi širi s hitrostjo m/s.
a) Kolikšna je valovna dolžina zvoka v vodi?
Valovna dolžina je: cm.
b) Kako globoko je amfora, če se signal, ki se je odbil od nje, vrnil do ladje zatem, ko je bil oddan?
Amfora je na globini: m.
c) Odbito valovanje pade tudi na gladino morja. Del valovanja se na gladini odbije, preostanek se lomi naprej v zrak (glej sliko). Hitrost zvoka v zraku je m/s. Kolikšna je frekvenca ultrazvoka, ki ga oddaja sonar, v zraku?
Frekvenca v zraku je: kHz.
d) Kolikšna je valovna dolžina ultrazvoka, ki ga oddaja sonar, v zraku?
Valova dolžina v zraku je: mm.
e) Valovanje pada na gladino pod kotom . Kolikšna sta odbojni in lomni kot?
Odbojni kot: .
Lomni kot: .
Super, rešitev je pravilna!
To pa ne bo držalo. Rešitev je:
a) Valovna dolžina je: cm.
b) Amfora je na globini: m.
c) Frekvenca v zraku je: kHz.
d) Valova dolžina v zraku je: mm.
e) Odbojni kot: .
Lomni kot: .
Rezultati
