Download
1 / 34
380 likes | 916 Views
Fale. t. t + D t. Rodzaje fal. Rodzaje fal. Poprzeczne : Kierunek drgań prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali. – Fale na wodzie Drgania struny Fale elektromagnetyczne w próżni. Podłużne : Kierunek drgań równoległy do kierunku rozchodzenia się fali. - Fale dźwiękowe.
E N D
Fale t t + Dt
Rodzaje fal • Poprzeczne:Kierunek drgań prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali.–Fale na wodzie • Drgania struny • Fale elektromagnetyczne w próżni • Podłużne:Kierunek drgań równoległy do kierunku rozchodzenia się fali.- Fale dźwiękowe
Własności fali Długość fali Amplituda A A • Długość:Odległość pomiędzy punktami o tej samej fazie. • Amplituda: Maksymalne odchylenie A od punktu równowagi . • Liczba falowa: k= 2p/l y x
Własności fali • Okres:Okres czasu w jakim punkt fali wykonuje jedno pełne drganie. • Częstotliwość:Ilość drgań w ciągu jednej sekundy, f = 1/T. • Prędkość fazowa zależy jedynie od własności ośrodka w którym rozchodzi się fala, a nie zależy od jej amplitudy • Prędkość fazowa:Prędkość z jaką przemieszcza się czoło fali
y x y x 0 x = b y x 0 x = v t Równanie fali W punkcie x=0 znajduje się źródło fali powodujące zaburzenia ośrodka wg równania 0 Zaburzenie to dociera do punktu x=b po czasie Zmiany w punkcie x=b są opóźnione o t względem zmian w punkcie x=0 v
Równanie falowe Analogicznie:
E E B B y y x x z z Równanie falowe Wychodząc z równań Maxwella można pokazać, że pole elektryczne i magnetyczne spełniają równania falowe: Prędkość fazowa fali elektromagnetycznej równa jest prędkości światła!!
B E promieniowanie a) Proces emisji energii w postaci fal lub cząstek; b) promieniowanie elektromagnetyczne: fala elektromagnetyczna (oscylacje pola elektrycznego i magnetycznego) lub strumień cząstek - fotonów
E B y x z Pole elektryczne i magnetyczne
uav Energiafali elektromagnetycznej Chwilowa gęstość energii pole elektromagnetycznego: Średnia gęstość energii:
Szybkość przepływu energii przez jednostkę powierzchni jest opisywana przez wektor Poyntinga Wektor Poyntinga cdt dA
Natężenie Natężenie fali I jest to średnia szybkość z jaką fala elektromagnetyczna przenosi energię przez powierzchnię prostopadłą do kierunku propagacji fali, dzielona przez powierzchnię: Natężenie i gęstość energii wiąże równanie
Superpozycja fali • Co się stanie gdy „zderzą” się dwie fale • Nastąpi ich „dodanie” , czyli superpozycja.
Zasada Huygens’a Wszystkie punkty do których dociera czoło fali, stają się wtórnymi źródłami fali, rozchodzącej się we wszystkich kierunkach z prędkością taką samą jak fala pierwotna.
Fatamorgana Nad powierzchnią gorącego piasku, warstwa powietrza nagrzewa się. Współczynnik załamania gorącego powietrza jest mniejszy od współczynnika dla warstw chłodniejszych. Prędkość światła jest więc większa ( ) i fale Huygensa mają większy promień, fronty falowe przestają być równolegle i promienie padające pod dużym kątem względem powierzchni ulęgają ugięciu. Spragniony obserwator widzi dwa obrazy: rzeczywisty i pozorny – rzekomo odbity w wodzie.
Interferencja b) interferencja konstruktywna: c) interferencja destruktywna:
Interferencja fali Maksima: d sin q = m l Minima: d sin q = (m + ½) l
Położenie prążków na ekranie Dla małych q, sin q@ tan q , więc Odległość pomiędzy najbliższymi prążkami
Odbicie fali • Od ośrodka gęstszego • Od ośrodka rzadszego
Fala elektromagnetyczna na granicy 2 ośrodków Załóżmy, że na granicę 2 ośrodków pada fala prostopadle elektromagnet. (na rysunku zaznaczono, że pada pod małym kątem do prostopadłej)
n’ n t n’ Interferencja w cienkich warstwach Przy padaniu światła prostopadle do powierzchni: a) maksima interferencyjne w świetle odbitym (minima w świetle przechodzącym) m = 0,1, … b) Minima w świetle odbitym (maksima w świetle przechodzącym ) m = 0,1, …
Klasyfikacja fal elektromagnetycznych W większości przypadków oscylacje są przypadkowe. Jeśli oscylacje są harmoniczne, to fala jestmonochromatyczna Światło monochromatyczne daje wrażenie jednej barwy. liniowa polaryzacja kołowa polaryzacja
Zachód Słońca Zachód Słońca: światło pokonuje grubą warstwę atmosfery i na skutek rozpraszania z całego widma światła białego zostaje tylko żółto-czerwony zakres, ponieważ światło rozproszone jest niebieskie ( i spolaryzowane).
