Svingninger & Bølger

1. Svingninger & Bølger Leif D. Hansen

2. Svingninger 1 • Definition; • En svingning er når pendulet bevæger sig fra den ene yderstilling over til den anden yderstilling og tilbage igen. • Afstanden mellem yderstilling og hvilestilling klades for Amplituden • Vi siger at pendulet foretager en dæmpet svingning, hvis amplituden aftager gradvis. • Den tid som det tager pendulet at udføre en svingning kaldes for; • Svingningstiden (T) og måles i sekunder.

3. Svingninger 2 • FAQ for et pendul • Jo kortere pendulsnoren er, jo hurtigere svinger pendulet. - Jo kortere er svingningstiden. • To penduler med sammen snorlængde og forskellig masse svinger lige hurtigt.

4. Svingning og energi omsætning 1 • Definition; • I et svingende system vil energien veksle mellem Kinetisk og Potentiel energi. • Kinetisk energi = Bevægelse • Potentiel energi = Beliggenhed

5. Svingning og energi omsætning 2 • Husk følgende; • Når et pendul tilføres kinetisk energi, øges både farten og amplituden, - men svingningstiden og frekvensen forbliver uforandret.

6. Frekvens – Hyppighed 1 • Definition; • Frekvens = Antal svingninger pr. sekund. • Hvor imod; • Svingnindstiden = Antal sekunder pr. Svingning.

7. Frekvens – Hyppighed 2 • Derfor kan vi sige; • Når frekvensen gøres større, bliver svingningstiden samtidig mindre – og omvendt. f Omvendt proportionale T

8. Resonans 1 • Definition; • Et svingende system (pendul) har en egenfrekvens • Hvis vi overfører denne til et andet system siger vi; • At der er resonans mellem to svingende systemer, hvis de svinger med samme frekvens, således at der kan overføres energi mellem dem.

9. Resonans 2 • Grundliggende kan vi antage følgende; • ”Det at svingninger i ét system kan fremkalde svingninger hos et lignende system, hvis dette har samme egenfrekvens.” • I Bygnings konstruktioner f.eks. Broer skal resonans undgås idet svingningerne belaster og evt. Ødelægger konstruktionen – tænk på broen.

10. Bølger Leif D. Hansen

11. Bølger • 1.Definition; • En bølge er transport af energi. • F.eks. Hvordan en bølge udbreder sig i et vandkar. • 2. Definition; • En bølge er en svingning, som kan udbrede sig gennem et stof. • 3. Definition; • En bølge indeholder ernergi – svingningsenergi – som tranporteres afsted med bølgen.

12. Periodiske bølger 1 • 1.Definition; • Afstanden mellem to bølge toppe eller dale kaldes for bølgelængde • 2.Definition; • Bølger med samme bølgelængde kaldes for periodiske bølger

13. Periodiske bølger 2 • Husk på Frekvens = Hyppighed. • Hvis en svingning er ligmed en bølgelængde. Kan vi sige at en bølges frekvens angiver antallet af bølgelængder pr. sekund.

14. Bølgers hastighed 1 • Vi siger at periodiske bølger, er bølger som udbreder sig med sammen bølgelængde. • Ergo må de have samme fart!

15. Bølge formlen 1 • Fart = Bølgelængde * Frekvens • Vigtigt at tænke på omvendt proportionalitet. • Fordi når frekvensen fordobles, så halveres bølgelængden.

16. Bølger og stof 1 • Når en bølge bevæger sig gennem forskellige stoffer, er frekvensen uforandret, mens farten bliver en anden for hvert stof- og dermed bliver bølgelængden også en anden.

17. Bølger og stof 2 • Dersom vi bevæger os igennem forskellige stoffer med forskellige molekyle tæthed. • Derfor husk følgende; • En bølge fart påvirkes ikke af, at den mister eller får tilført ernergi – ernergien påvirker kun bølgens amplitude.

18. Bølge egenskaber 1 • Definition(er); • 1. Bølger kan gå igennem hinanden. • 2. Når bølger går gennem hinanden vil de enten forstærke eller vække hinanden – Denne egenskab kaldes for interferens. • Fordi når bølger interfererer, aflever de ikke deres energi til hinanden – og de kan derfor forsætte som om intet er hændt. • Derfor kan bølger med samme frekvens danne interferens triber. • 3. Bølger kan bøje om hjørner.

19. Bølge formlen 2 • Beregning af bølgellængden vha. Følgende formel Hvor d er afstanden mellem bølgekilderne. Hvor x er afstanden de to nærmeste interferensstriber. Hvor L er afstanden mellem bølgekilderens forbindelseslinie og interferensstriberens forbindelseslinie

20. De to bølge typer • Definition; • 1. En tværbølges amplitude er på tværs af bevægelsesretningen. • 2. En længdebølges amplitude er langs bevægelsesretningen.

21. Stående bølger/reflektion 1 • Stående bølger dannes ved interferens mellem modsat rettede periodiskebølger med samme amplitude og frekvens, • Stående bølger kan kun dannes ved bestemte frekvenser, der kaldes for resonans frekvenser – disse afhænger af stoffe som de udbreder sig i. • Afstanden mellem to knudepunkter svare til en halv bølgelængde.

22. Stående bølger/reflektion 2 • En stående bølge er ikke en fremskridende bevægelse – det har derimod de to modsat rettede bølger, som interfererer, og den ved danner en stående bølge • De stående bølger opstår, når de periodiske bølger fra vibratoren interfererer med de periodiske bølger, som bliver reflekteret.