810 likes | 1.34k Views
FIZIKA 2. VALOVI. OPAŽANJA. Dodirnemo prstom površinu vode. Pomaknimo klip u spremniku plina. Udarimo rukom po napetoj žici. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012. VAL = širenje poremećaja sredstvom. Brzina širenja vala ovisna o sredstvu Vrsta vala je ovisna o sredstvu.
E N D
OPAŽANJA Dodirnemo prstom površinu vode.. Pomaknimo klip u spremniku plina.. Udarimo rukom po napetoj žici... Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 VAL = širenje poremećaja sredstvom Brzina širenja vala ovisna o sredstvu Vrsta vala je ovisna o sredstvu.
Kako prenijeti energiju iz točke A u točku B? Uz prenošenje tvari iz A u B Bez prenošenja tvari iz A u B Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
VAL način prenošenja energije prostorom titranjem Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Širenje poremećaja Prenošenje energije
TRANSVERZALNI I LONGITUDINALNI VAL Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
PROGRESIVNI I STOJNI VAL PROGRESIVNI - giba se, prenosi energiju STOJNI - čestice sredstva titraju, ne giba se, ne prenosi energiju Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Širenje ili propagiranje valova VALNA FRONTA PRAVAC ŠIRENJA VALA – VALNA ZRAKA • ploha koja sadrži sve susjedne točke sredstva • za koje je pomak od ravnotežnog položaja u • nekom smjeru najveći Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 - okomite na valnu frontu
Ravni val Valne fronte Smjer propagacije Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Valne zrake l
kuglasti val Valne fronte Smjer propagacije Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Valne zrake
Huygensovo načelo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Huygensovo načelo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Fermatovo načelo Put vala među bilo kojim dvjema točkama je uvijek onaj put za koji valu treba najkraće vrijeme. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Fizičke veličine kojima opisujemo val Brzina vala • Kojom se brzinom val širi sredstvom? v Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 n- frekvencija vala = frekvencija titranja izvora – ovisna o izvoru • - valna duljina – ovisna o izvoru i o sredstvu • (elastična i inercijska svojstva) v– brzina širenja vala – ovisna o sredstvu
u r – gustoća sredstva X – stlačivost sredstva Brzina LONGITUDINALNOG vala A B Tlačna sila p Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 S u dt v dt v
napetosti žice linijska masa žice(duljinska gustoća) na napetoj žici: Brzina TRANSVERZALNOG vala Napetost žice T u F v udt a Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v dt v
g – adijabatska konstanta p - tlak plina r - gustoća plina u plinovima: B -modul volumne elastičnosti r- gustoća tekućine u tekućinama: E - Youngov modul elastičnosti r- gustoća krutine u krutinama: T - sila napetosti žice rl - linijska masa=duljinska gustoća žice na napetoj žici: Brzina širenja vala određena je elastičnim i inercijskim SVOJSTVIMA SREDSTVA Brzina širenja transverzalnog vala u sredstvu v v Doc.dr.sc. Marta-Žuvić Butorac, nastupno predavanje, 2007 v v
MATEMATIČKI OPIS VALA - JEDNADŽBA VALA Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
TITRANJE - UZROK VALA Uzrok valnog gibanja? Titranje.. Val je širenje titranja sredstvom. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 IZVOR VALA – frekvencija titranja TITRANJE – periodno gibanje oko ravnotežnog položaja
OPIS TITRANJA • elongacija • jednadžba gibanja/titranja • perioda T • učestalost ili frekvencija titranja • amplituda A • - udaljenost od ravnotežnog položaja • - putanja, x = x(t) • - vrijeme trajanja 1 titraja • n = 1/T • - maksimalna elongacija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
MATEMATIČKI OPIS VALA - JEDNADŽBA VALA y Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 x x=0, t =0 Izvor poremećaja/titranja
JEDNADŽBA VALA v Širenje poremećaja/vala brzinom u smjeru osi x y Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 x x=0, t =0 Izvor poremećaja/titranja
JEDNADŽBA VALA y brzina širenja v Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 x x=0, t =0 Izvor poremećaja/titranja x, t
JEDNADŽBA VALA Vremenski dio jednadžbe vala ..onako kako je izvor titrao u trenutku Titra u t ... v Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v
JEDNADŽBA VALA v Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v =k valni broj fazni kut ili faza vala v - fazna brzina vala
JEDNADŽBA VALA Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 elongacija amplituda kutna valni frekvencija broj
JEDNADŽBA VALA kutna frekvencija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 linearna frekvencija perioda
JEDNADŽBA VALA l l l l valni broj Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 oblik vala valna duljina brijeg i dol vala
JEDNADŽBA VALA, VALNI BROJ l Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 x x+l x+2l
JEDNADŽBA VALA, VALNI BROJ l Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 T y y t x za trenutak t za položaj x
VALNI BROJ, FREKVENCIJA t x t w k l T x Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 t x
Brzina vala IZRAŽENA KUTNOM FREKVENCIJOM I VALNIM BROJEM v Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v
Jesu li valovi na vodi, morski valovi, transverzalni ili longitudinalni? Putanja gibanja čestice ima T i L komponentu Smjer širenja Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 u plićoj vodi - eliptičan u dubljoj vodi
LONGITUDINALNI VALIma li longitudinalni val brijegove i dolove? Doc.dr.sc. Marta-Žuvić Butorac, nastupno predavanje, 2007 Mjesta nulte elongacije = najmanjih elongacija čestica sredstva od ravnotežnih položaja
Superpozicija valova Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Dva vala u istoj točki – čestica sredstva će titrati po zakonu vektorskog zbroja pojedinih titranja Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Superpozicija (zbrajanje) valova interferencija valova
Superpozicija valova Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Relacije za transformaciju zbroja sinus funkcija u produkt Rezultirajući val Amplituda (ovisi o razlici faza) Ista frekvencija i brzina
Superpozicija valova Amplituda (ovisi o razlici faza) Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Maksimalna amplituda rezultirajućeg vala Minimalna amplituda rezultirajućeg vala (tj. nula) Konstruktivna interferencija Destruktivna interferencija
Konstruktivna interferencija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
destruktivna interferencija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Kakva je interferencija u označenim točkama? Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Interferencijski uzorak - nastaje interferencijom valova iz koherentnih izvora Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 ... stvaraju koherentne valove Koherentni izvori Koherentni valovi • frekvencije valova jednake • razlika faza valova stalna
Superpozicija valova Na vodenoj površini P r1 S1 Elongacije u P: v r2 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 d v Razlika faza: S2 Geometrijska razlika puteva v Elongacija rezultantnog titranja u P:
Superpozicija valova Na vodenoj površini v v Ako je A1 = A2 = A v v Relacije za transformaciju zbroja sinus funkcija u produkt Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Amplituda Budući da vrijedi Amplituda
Superpozicija valova Na vodenoj površini Konačno, elongacija rezultantnog titranja u P: AMPLITUDA Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Maksimalna amplituda rezultirajućeg vala Minimalna amplituda rezultirajućeg vala (tj. nula) Konstruktivna Interferencija kad je ispunjen uvjet Destruktivna Interferencija Kad je ispunjen uvjet
Odbijanje ili refleksija valova Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Odbijanje mehaničkih valova Rezultat refleksije ovisi o rubnim uvjetima Brzina širenja vala ovisi o sredstvu (obrunto razmjerna gustoći sredstva) refleksija vala na čvrstom kraju refleksija vala NA SLOBODNOM KRAJU Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012
Odbijanje mehaničkih valova - na čvrstom kraju Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineers