Proiect realizat de Fotin Cosmina

1. Unde mecanice Interferenţa undelor Proiect realizat de Fotin Cosmina

2. Fenomene ondulatorii in natura si in tehnica • În viaţa de zi cu zi,putem observa o multitudine de unde:spicele de grau miscate lin de adierea vantului,un steag fluturand in vant,cercurile de pe suprafata apei atunci cand este perturbata de o piatra,sau de o barca.Si multe alte exemple.

3. Undele mecanice • Din exemplele precedente putem defini unda mecanica. • Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu.Forma undelor mecanice este de doua feluri.Unde plane si unde sferice. • Foarte importanteste faptul ca unda constituie un transport de energie.Propagarea se face cu o anumita intarziere (nu se transmite instantaneu).

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. Din pricina proprietatilorelastice 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

5. Exemplu! → • In cazul undelor pe apa,mici machete care imita fidel ambarcatiunile cu vele care plutesc,arata ca miscarea reala a diferitelor portiuni de apa este usor in sus sau in jos,inainte si inapoi. • Undele de apa se misca progresiv de-a lungul apei. Atunci cand ele ating alte obiecte care plutesc, le pune in miscare,dandu-lein acest fel energie. • Energia poate fi transmisa intermediul miscarii ondulatorii. • Fenomenul numit miscarea ondulatorie.consta in transferul energiei unei perturbatii din aproape in aproape,intr-un mediu alcatuit din elemente de masa solida,lichida sau gazoasa,ce interactioneaza prin forte de tip elastic.

6. Este necesara existenta unui mediu material pentru a transmite undele mecanice. • Nu avem insa nevoie de un astfel de mediu pentru a transmite undele electromagnetice. • Lumina trece liber prin spatiul vid dintre stele. Proprietatile mediului care determina viteza unei unde prin acel mediu sunt inertia si elasticitatea sa. Toate mediile materiale, inclusiv de exemplu, apa, aerul sau otelul poseda aceste proprietati si pot transmite astfel de unde mecanice. • Elasticitatea este cea care da nastere la forte de restabilire asupra oricarei portiuni de mediu deplasata din pozitia sa de echilibru; • inertia este aceea care ne spune cum aceasta portiune deplasata de mediu va raspunde la aceste forte de reestabilire. Acesti doi factori determina impreuna viteza undelor. • Propagarea perturbatiei intr-un mediu elastic sugereaza un concept care descrie miscarea ondulatorie:unda elastica

7. Unde intr-un mediu unidimensional Undele intr-un mediu unidimensional sunt de doua feluri: unde transversale unde longitudionale  Numim unda transversala, unda mecanica pentru care punctele materiale ale mediului elastic oscileaza pe directii perpendiculare pe directia de propagare.  Numim unda longitudinala, unda mecanica pentru care punctele materiale ale mediului elastic oscileaza pe aceeasi directie cu directia de propagare a miscarii ondulatorii.

8. Observatii: • Propagarea oscilatiilor,indiferent de nediu-solid,lichid sau gaz-nu este insotita de transportul de masa. • Propagarea perturbatiei presupune intotdeuna transport dfe energie,transport ce are loc cu viteza de propagare a undei. • In cazul undelor longitudinale propagarea perturbatiei este insotita de o variatie a presiunii in mediu pe timpul deplasarii.

9. Viteza de propagare a oscilatiilor • Studiile de propagare a oscilatiilor sau,mai general.al perturbatiilor intr-un mediu,au dus la concluzia existentei unei viteze finite de propagare. • In urma experientelor efectuate s-a constat ca: • exista medii omegene in care perturbatiile se propaga cu aceeasi viteza.Daca vteza de propagare este aceeasi in toate directiile mediul este izotrop. • In mediile solide se formeaza atat unde longitudionale cat si unde transversale;undele transversale se propaga cu viteza mai mica decat undele longitudionale. Undele transversale presupun deformatii ale mediului de tipul forfecarii. Din aceasta cauza undele transversale se pot forma doar in mediile rigide(solide). Undele longitudionale se poat forma atat in mediile solide cat si in cele lichide si gazoase.

10. Viteza de propagare a perturbatiilor nu depinde de amplitudinea perturbatiei. • Viteza de propagare depinde de proprietatiile inertiale ale mediului si de fortele de revenire(elastice) care actioneaza asupra particulelor mediului.VIteza undelor longitudinale,in mediile solide depinde de modul de elasticitate,E,si densitatea mediului. Ve = √ E / φE – unde de elasticitate ; φ – densitate Viteza de propagare a undelor transversale intr-un mediu solid(exemplu:coarda)depinde de teniunea (forta elastica)T,si de masa unitatii de lungime a aceteiia. Vt = √ T / μ ; μ = m / lt = tensiunea ;μ=masa unitatii de lungime

11. Propagarea undelor transversale • Propagarea undelor longitudinale

12. Interferenta undelor mecanice Numim interferenta fenomenul de suprapunere a undelor coerente provenite de la surse diferite si care se propaga intr-un anumit mediu,cand rezultatul acestei suprapuneri este stationar in timp. Coerenta este proprietatea undelor care,avand frecvente egale in punctul unde se suprapun,au diferente de faza independenta de timp. 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. Minimele de interferenţă se obţin în punctele pentru care diferenţa de drum este un multiplu impar al semilungimii de undă. Interferenţa distribuie inegal energia de oscilaţie între maximele şi minimele de interferenţă.

13. Interferenţa undelor pe suprafaţa apei.

14. Unde stationare • Datorita interferentei undei incidente cu cea reflactata iau nastere maxime si minime de oscilatie stabile in timp.

15. Prelucrarea materialelor dure ,prepararea medicamentelor, sterilizarea alimentelor. Intrebuintari ale undelor mecanice