Unde mecanice Interferenta undelor

1. Unde mecaniceInterferenta undelor Mateoiu Petronela Clasa a XI-a C

2. Privind in jurul nostru,putem observa diverse exemple de unde:un steag fluturand,in varful unui catarg,spicele de grau unduindu-se la cea mai mica adiere,miscarea unei perdele in fata geamului deschis,cercurile de pe suprafata apei atunci cand aruncam o piatra,vibratia geamurilor la producerea unui zgomot puternic. Definite : Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu. Undele mecanice sunt caracterizate prin transportul de energie prin substanta datorita miscarii unei perturbatii in acea substanta fara vreo miscare de ansamblu a substantei insasi. Forma - unde plane,unde sferice Unda constituie transport de energie.Propagarea se face cu o anumita intarziere (nu se transmite instantaneu)

3. Reflexia este fenomenul de intoarcere a undei in mediul din care a venit. Legile reflexiei: -directia undei incidente,directia undei reflectate si normala in punctul de incidenta al undei pe suprafata de separare dintre cele doua medii se afla in acelasi plan. -masura unghiului de reflexie este egala cu masura unghiului de incidenta:r=I • Refractia este fenomenul de schimbare a directiei de propagare a undei cand traverseaza suprafata de separare a doua medii diferite.

4. Undele mecanice isi au originea in deplasarea unei anumite portiuni dintr-un mediu elastic de la pozitia sa normala,ducand la oscilatii in jurul pozitiei de echilibru. Datorita proprietatilor elastice ale mediului, perturbatia se transmite de la un strat vecin. Aceasta perturbatie sau unda se propaga deci prin mediu. Observam ca mediul insusi nu se misca ca un intreg odata cu propagare undei; diferitele portiuni ale mediului oscileaza doar pe distante limitate. • De exemplu in cazul undelor pe apa,mici obiecte care plutesc cum ar fi dopurile de pluta, arata ca miscarea reala a diferitelor portiuni de apa este usor in sus sau in jos,inainte si inapoi. Cu toate aceste undele de apa se misca progresiv de-a lungul apei. Atunci cand ele ating obiecte care plutesc le pun in miscare,transferand astfel energie acestora. Energia poate fi transmisa pe distante considerabile prin intermediul miscarii ondulatorii. Energia undelor este energia cinetica si potentiala a substantei insa transmiterea energiei se face prin trecerea ei de la o portiune de substanta la cea vecina,nu printr-o miscare la distanta mare a substantei insasi.

5. Când plouă pe suprafaţa unui lac, fiecare loc în care cade un strop de apă devine o sursă de perturbaţii, de la care se propagă unde pe suprafaţa apei, în toate direcţiile. Într−un punct de pe suprafaţa apei sosesc deodată unde de la numeroase surse. Oscilaţia în acel punct este rezultatul suprapunerii (compunerii) acestor unde.

6. Tipuri de unde Putem distinge mai multe tipuri de unde ,considerand modul in care miscarile particulelor de substanta sunt corelate cu directia de propagare a undelor insesi. Daca miscarle particulelor materiale care transmit unda sunt perpendiculare pe directia de propagare a undei avem o unda transversala. De exemplu , cand o coarda verticala sub tensiune este pusa sa oscileze inainte si inapoi la un capat, se va propaga o unda transversala de-a lungul corzii.Perturbatia se misca de-a lungul corzii insa particulele corzii vibreaza perpendicular pe directia de propagare a perturbatiei. Undele de lumina nu sunt unde mecanice. Perturbatia care se propaga nu este o miscare de substana ci un camp electromagnetic .Dar deoarece campurile magnetic si electric sunt perpendiculare pe directia de propagare, undele de lumina sunt si ele unde transversale.

7. Daca insa miscarea particulelor care transporta o unda mecanica are loc inainte si inapoi de-a lungul directiei de propagare, avem atunci o unda longitudinala. De exemplu, daca un resort vertical sub tensiune este pus sa oscileze in sus si in jos la un capat, se va propaga o unda longitudinala de-a lungul resortului. Spirele vor vibra inainte si inapoi in directia in care se propaga perturbatia de-a lungul corzii. Unele unde nu sunt nici pur longitudinale nici pur transversale.De exemplu in cazul undelor pe suprafata apei particulele de apa se misca atat in sus si in jos, cat si inainte si inapoi, descriind traiectorii eliptice, atunci cand se propaga undele pe apa.

8. UNDE SEISMICE • Când are loc o fisură sau deplasare bruscă în scoarţa pământului, energia radiază în exterior sub forma unor unde seismice • În fiecare cutremur, există mai multe tipuri de unde seismice. Energia eliberată brusc de un cutremur se răspândeşte în toate direcţiile, formand undele seismice. Pe măsura îndepărtării de locul perturbaţiei iniţiale, energia se repartizează pe tot mai multe particule − efectele seismului sunt tot mai mici la distanţe mai mari. Undele seismice sunt un "amestec" de unde longitudinale si transversale.

9. Interferenta undelor • Interferenţa reprezintă fenomenul de suprapunere a două sau mai multe unde care se întâlnesc într-un punct din spaţiu. Pentru a obţine un fenomen de interferenţă staţionar, undele trebuie să aibă aceeaşi frecvenţă şi să fie coerente, adică să aibă o diferenţă de fază constantă. În acest caz, în anumite puncte din spaţiu se vor forma zone cu aceeaşi valoare a intensităţii rezultante numite franje de interferenţă. Franjele pot fi de minim sau de maxim, în funcţie de valoarea amplitudinii rezultante. • Prin interferenţa a două unde plane, care au aceeaşi lungime de undă, se obţin maxime de interferenţă în punctele mediului pentru care diferenţa de drum este multiplu par al semilungimii de undă.

10. Conditia de interferenta este coerenta surselor.Sursele coerente au: -aceeasi frecventa -diferenta de faza intre ele constanta in timp

11. În urma interferenţei, se obţin franje de interferenţă de maxim şi de minim. • Franjele de maxim reprezintă locurile geometrice ale punctelor ce oscilează cu amplitudine maximă. În toate punctele de pe o franjă de maxim se produce interferenţă constructivă. • Franjele de minim reprezintă locurile geometrice ale punctelor ce oscilează cu amplitudine minimă. În toate punctele de pe o franjă de minim se produce interferenţă distructivă.