To'lqin tezligi qanday o'lchanadi? To'lqin uzunligi

ostida to'lqin tezligi bezovtalikning tarqalish tezligini tushunish. Misol uchun, po'lat novda uchiga zarba u erda mahalliy siqilishni keltirib chiqaradi, keyin esa novda bo'ylab taxminan 5 km / s tezlikda tarqaladi.

To'lqinning tezligi to'lqin tarqaladigan muhitning xususiyatlari bilan belgilanadi. To'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda uning tezligi o'zgaradi.

To'lqin uzunligi- to'lqinning undagi tebranish davriga teng vaqt ichida tarqaladigan masofa.

To'lqinning tezligi doimiy qiymat bo'lganligi sababli (ma'lum muhit uchun), to'lqin bosib o'tgan masofa tezlik va uning tarqalish vaqtining mahsulotiga teng. Shunday qilib, to'lqin uzunligini topish uchun siz to'lqin tezligini undagi tebranish davriga ko'paytirishingiz kerak:

Qayerda v- to'lqin tezligi, T- to'lqindagi tebranishlar davri, λ (yunoncha lambda harfi) - to'lqin uzunligi.

Formula to'lqin uzunligi va uning tezligi va davri o'rtasidagi munosabatni ifodalaydi. To'lqindagi tebranish davri chastotaga teskari proportsional ekanligini hisobga olsak v, ya'ni. T= 1/ v, biz to'lqin uzunligi va uning tezligi va chastotasi o'rtasidagi munosabatni ifodalovchi formulani olishimiz mumkin:

,

qayerda

Olingan formula to'lqin tezligi to'lqin uzunligi va undagi tebranishlar chastotasi mahsulotiga teng ekanligini ko'rsatadi.

To'lqin uzunligi to‘lqinning fazoviy davri hisoblanadi. To'lqin grafigida (yuqoridagi rasm) to'lqin uzunligi ikkita eng yaqin harmonik nuqtalar orasidagi masofa sifatida aniqlanadi. sayohat to'lqini, bir xil tebranish bosqichida bo'lish. Bular tebranish elastik muhitdagi to'lqinlarning vaqt lahzalarida lahzali fotosuratlariga o'xshaydi t Va t + Dt. Eksa X to'lqin tarqalish yo'nalishiga to'g'ri keladi, siljishlar ordinata o'qi bo'yicha chiziladi s muhitning tebranish zarralari.

To'lqindagi tebranishlar chastotasi manbaning tebranish chastotasiga to'g'ri keladi, chunki muhitdagi zarrachalarning tebranishlari majburiy bo'lib, to'lqin tarqaladigan muhitning xususiyatlariga bog'liq emas. To'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda uning chastotasi o'zgarmaydi, faqat tezlik va to'lqin uzunligi o'zgaradi.

Munitsipal byudjet ta'lim muassasasi

Marininskaya 16-son o'rta maktab

Mavzu bo'yicha 9-sinfda fizika fanidan ochiq dars

« To'lqin uzunligi. To'lqin tezligi »

Dars o'qidi: fizika o'qituvchisi

Borodenko Nadejda Stepanovna

Dars mavzusi: “To'lqin uzunligi. To'lqinlarning tarqalish tezligi"

Darsning maqsadi: ko'ndalang va bo'ylama to'lqinlarning tarqalish sabablarini takrorlash; bitta zarrachaning tebranishini, shuningdek, turli fazali zarrachalarning tebranishini o'rganish; to‘lqin uzunligi va tezlik tushunchalari bilan tanishtirish, o‘quvchilarni to‘lqin uzunligi va tezlikni topish formulalarini qo‘llashga o‘rgatish.

Uslubiy vazifalar:

Tarbiyaviy :

Talabalarni "to'lqin uzunligi, to'lqin tezligi" atamasining kelib chiqishi bilan tanishtirish;

o'quvchilarga to'lqin tarqalish hodisasini ko'rsatish, shuningdek, tajribalar yordamida ikki turdagi to'lqinlarning tarqalishini isbotlash: ko'ndalang va bo'ylama.

Rivojlanish :

Nutq, fikrlash, kognitiv va umumiy mehnat ko'nikmalarini rivojlantirishga ko'maklashish;

Ilmiy tadqiqot usullarini o'zlashtirishga ko'maklashish: tahlil va sintez.

Tarbiyaviy :

- o‘quv mehnatiga vijdonan munosabatni, o‘qishga ijobiy motivatsiyani, muloqot ko‘nikmalarini shakllantirish; insonparvarlik, intizom va dunyoni estetik idrok etishni tarbiyalashga hissa qo'shadi.

Dars turi : qo'shma dars.

Namoyishlar:

1. Bitta zarrachaning tebranishi.
2. Har xil fazali ikki zarrachaning tebranishi.
3. Ko'ndalang va bo'ylama to'lqinlarning tarqalishi.

Dars rejasi:

1.Darsning boshlanishini tashkil etish.
2. Talabalar bilimini yangilash.
3. Yangi bilimlarni assimilyatsiya qilish.
4. Yangi bilimlarni mustahkamlash.
5. Darsni yakunlash.
6. Uy vazifasi haqida ma'lumot, bajarish bo'yicha ko'rsatmalar.

Darsning borishi

I. Tashkiliy bosqich

II. Frontal so'rov

To'lqinlar nima?

Har qanday tabiatdagi harakatlanuvchi to'lqinlarning asosiy umumiy xususiyati nimada?

To'lqinning asosiy sabablari nimada?

Qanday to'lqinlar uzunlamasına deyiladi; ko'ndalang? Misollar keltiring.

Elastik bo'ylama va ko'ndalang to'lqinlar qaysi muhitda tarqalishi mumkin?

III. Yangi bilimlarni assimilyatsiya qilish

Biz mexanik to'lqin kabi fizik tushuncha bilan tanishdik. Iltimos, yana takrorlang: to'lqin nima? - vaqt o'tishi bilan kosmosda tebranishlarning tarqalishi bilan bog'liq jismoniy jarayon.

To'lqin bu tebranish bo'lib, u tarqalayotganda o'zi bilan materiyani olib yurmaydi. To'lqinlar energiyani kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'tkazadi.

Tasavvur qilaylik, bizda elastik buloqlar bilan bog'langan va x o'qi bo'ylab joylashgan sharlar tizimi mavjud. 0 nuqta y o'qi bo'ylab tenglamaga muvofiq w chastotali tebranganda

y = A cos wt,

bu tizimning har bir nuqtasi ham x o'qiga perpendikulyar tebranadi, lekin bir oz fazali kechikish bilan.

1-rasm

Bu kechikish tebranishlarning tizim bo'ylab tarqalishi ma'lum bir cheklangan tezlikda sodir bo'lishi bilan bog'liq. v va to'plarni bog'laydigan kamonlarning qattiqligiga bog'liq. 0 nuqtadan x masofada joylashgan to'pning istalgan vaqtda t joyidan siljishi birinchi to'pning oldingi vaqtdagi siljishi bilan aynan bir xil bo'ladi. To'plarning har biri 0 nuqtadan joylashgan x masofa bilan tavsiflanganligi sababli, to'lqinning o'tishi paytida uning muvozanat holatidan siljishi.
Har qanday jismoniy jarayon har doim bir qator xususiyatlar bilan tavsiflanadi, ularning qiymatlari jarayonning mazmunini chuqurroq tushunishga imkon beradi. Sizningcha, qanday xususiyatlar to'lqin jarayonini tasvirlashi mumkin?

Bularga to'lqin tezligi (), to'lqin uzunligi ( ), to'lqindagi tebranishlar amplitudasi (A), tebranishlar davri (T) va tebranishlar chastotasi ().

Mexanik to'lqinlarning tezligi, to'lqinlarning turiga va muhitning elastik xususiyatlariga qarab, sekundiga yuzlab metrdan 10-12 nm / s gacha o'zgarishi mumkin.

- to'lqinning tebranish davri T ga teng vaqt ichida bosib o'tgan masofa deyiladi to'lqin uzunligi va harf bilan belgilanadi .

Ma'lum bir muhit uchun to'lqin uzunligi ma'lum bir qiymat bo'lishi kerakligi aniq

= · T

Tebranish davri tebranish chastotasiga nisbati bilan bog'langanligi sababli:

T =, keyin yoki =

SI tizimidagi har bir miqdor quyidagicha ifodalanadi:

- to'lqin uzunligi (m) metr;
T – to‘lqinning tebranish davri (lar) sekund;
– to‘lqin tebranish chastotasi (Hz) Gerts;
– to‘lqinning tarqalish tezligi (m/s);

A - to'lqin (m) metrdagi tebranishlar amplitudasi

To'lqinni vaqt bo'yicha kosmosda harakatlanadigan tebranishlar sifatida tasvirlaymiz.= 1000m. Tebranish davri 0,4 s. To'lqin tezligi:

= /T=2500 m to’lqindagi tebranishlarning amplitudasi qanday?

Shuni ta'kidlash kerakki, to'lqindagi tebranish chastotasi doimo to'lqin manbasining tebranish chastotasiga to'g'ri keladi.

Bunday holda, muhitning elastik xususiyatlari zarrachalarning tebranish chastotasiga ta'sir qilmaydi. To'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tgandagina tezlik va to'lqin uzunligi o'zgaradi va zarrachalar tebranishlarining chastotasi doimiy bo'lib qoladi.

To'lqinlar tarqalganda, energiya materiyani o'tkazmasdan uzatiladi.

IV. Yangi bilimlarni mustahkamlash

To'lqinning davri nima? Chastotasi, to'lqin uzunligi?

To‘lqinning tarqalish tezligini to‘lqin uzunligi va chastotasi yoki davriga bog‘lovchi formulani yozing

V. Muammoni hal qilish

1.To'lqindagi tebranish chastotasi 10000 Gts, to'lqin uzunligi esa 2 mm. To'lqin tezligini aniqlang.

Berilgan:

10000 Gts

2 mm

C VA

0,002 m

Yechim:

0,002m 10000Hz= 2 m/s

Javob: =2 m/s

2. To'lqin tezligi 340 m/s bo'lsa, 200 Gts chastotada to'lqin uzunligini aniqlang.

Berilgan:

200 Gts

340 m/s

C VA

Yechim:

= /

340/200 =1,7 m

Javob: =1,7 m

(Jismoniy ta'lim-tarbiya)

Ular tezda o'rnidan turishdi va jilmayishdi.

Yuqoriga, biz yuqoriga erishdik.

Qani, elkangizni to'g'rilang,

Ko'taring, tushiring.

O'ngga, chapga buriling,

Qo'llaringizga tizzalaringiz bilan teging.

Yuqori qo'l va pastga qo'l.

Ularni engil tortdilar.

Biz tezda qo'limizni almashtirdik!

Bugun zerikmadik.

(Bir tekis qo'l yuqoriga, ikkinchisi pastga, siltab qo'llarni almashtiring.)

Qarsak chalib cho‘zing:

Pastga - qarsak chalish va yuqoriga - qarsak chalish.

Biz oyoq va qo'llarimizni cho'zamiz,

Bu yaxshi bo'lishini aniq bilamiz.

(Squats, qo'llaringizni boshingizdan yuqoriga urish.)

Biz burishamiz - boshimizni aylantiramiz,

Biz bo'ynimizni cho'zamiz. STOP!

(Boshingizni o'ngga va chapga aylantiring.)

Va biz joyida yuramiz,

Biz oyoqlarimizni yuqoriga ko'taramiz.

(Oyoqlarini baland ko'tarib, joyida yuring.)

Cho'zilgan, cho'zilgan

Yuqoriga va yon tomonlarga, oldinga.

(cho'zish - qo'llarni yuqoriga, yon tomonlarga, oldinga.)

Va hamma o'z stollariga qaytishdi -

Bizda yana dars bor.

(Bolalar stollarida o'tirishadi.)

Baliqchi 10 soniya ichida suzuvchi to'lqinlar ustida 20 ta tebranish hosil qilganini va qo'shni to'lqin tepalari orasidagi masofa 1,2 m ni tashkil etganini payqadi.

Toʻlqin uzunligi

TOLQIN TEZLIGI

Siz nimani bilishingiz va nima qila olishingiz kerak?

1. To‘lqin uzunligini aniqlash.
To'lqin uzunligi - bir xil fazalarda tebranuvchi yaqin nuqtalar orasidagi masofa.
2.To'lqinni tavsiflovchi miqdorlar:
to'lqin uzunligi, to'lqin tezligi, tebranish davri, tebranish chastotasi.
SI birliklari:
to'lqin uzunligi [lambda] = 1 m
to'lqin tarqalish tezligi [v] = 1m / s
tebranish davri [T] = 1s
tebranish chastotasi [nu] = 1 Hz
3.Hisoblash formulalari

4. Qodir bo'lmoq grafik ko'rsatish to'lqin uzunligi (bo'ylama va ko'ndalang to'lqinlar uchun).

BOSHQA O‘YINCHA
Aqlli va qiziquvchilar uchun

O'zingizni his qiling tadqiqotchi fizik- bosing

BU QIZIQ!

Seysmik to'lqinlar.

Seysmik to'lqinlar - zilzilalar yoki ba'zi kuchli portlashlar manbalaridan Yerda tarqaladigan to'lqinlar. Yer asosan qattiq bo'lganligi sababli, unda bir vaqtning o'zida 2 turdagi to'lqinlar paydo bo'lishi mumkin - uzunlamasına va ko'ndalang. Ushbu to'lqinlarning tezligi har xil: uzunlamasına to'lqinlar ko'ndalangiga qaraganda tezroq harakat qiladi. Masalan, 500 km chuqurlikda ko‘ndalang seysmik to‘lqinlarning tezligi 5 km/s, tezligi esa uzunlamasına to'lqinlar - 10 km / s.
Seysmik toʻlqinlar taʼsirida yer yuzasining tebranishlarini roʻyxatga olish va qayd etish asboblar – seysmograflar yordamida amalga oshiriladi. Zilzila manbasidan tarqalib, birinchi bo'lib seysmik stansiyaga etib boradi uzunlamasına to'lqinlar , va bir muncha vaqt o'tgach - ko'ndalang. Yer qobig'ida seysmik to'lqinlarning tarqalish tezligini va ko'ndalang to'lqinning kechikish vaqtini bilish; zilzila markazigacha bo'lgan masofa. Uning qayerda joylashganligini aniqroq bilish uchun ular bir nechta seysmik stansiyalarning maʼlumotlaridan foydalanadilar.
Har yili yuzlab minglab zilzilalar. Ularning aksariyati zaif, ammo ba'zilari vaqti-vaqti bilan kuzatiladi. tuproqning yaxlitligini buzadigan, binolarni buzadigan va qurbonlarga olib keladigan.

Esda tutaylikki, tebranishlar muhitda tarqalganda, fazalar siljishi sodir bo'ladi (§ 24.13). Elastik muhitda tebranishlarning tarqalish tezligi to'lqinning faza tezligi deb ataladi. Izotrop muhitdagi faza tezligi doimiy bo'lgani uchun uni to'lqin fazasining harakatini u sodir bo'lgan vaqtga bo'lish orqali topish mumkin. T vaqt davomida to'lqin fazasi X masofaga siljiganligi sababli

Bizda bor ekan

Faza tezligi faqat muhitning fizik xususiyatlari va uning holati bilan aniqlanishi aniqlandi. Shuning uchun ma'lum muhitda turli tebranish chastotalariga ega bo'lgan mexanik to'lqinlar bir xil tezlikda tarqaladi (e'tibor bering, bu tebranish chastotasi farqi unchalik katta bo'lmagan taqdirdagina to'g'ri bo'ladi).

Shunday qilib, ma'lum bir muhitda ma'lum bir tebranish chastotasi to'lqin uzunligining yagona qiymatiga mos keladi A. Bu holda, (24.23) formuladan ko'rinib turganidek, yuqori chastotalar muhitdagi qisqaroq to'lqinlarga mos keladi. Bu muhitdagi to'lqinlarni ulardagi zarrachalarning tebranish chastotasi (davrlari) bilan emas, balki X to'lqin uzunligi bilan tavsiflash imkonini beradi. Bu erda shuni yodda tutishimiz kerakki, to'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda chastota va davr. undagi zarrachalarning tebranishlarining T miqdori o'zgarmas bo'lib qoladi, X to'lqinining uzunligi V tezlikning o'zgarishiga proporsional ravishda o'zgaradi. Demak, to'lqinlar faqat bir xil muhitda taqqoslanayotgan barcha to'lqinlar tarqalgandagina ularning uzunligi bilan tavsiflanishi mumkin.

Har bir to'lqin ma'lum tezlikda tarqaladi. ostida to'lqin tezligi buzilishning tarqalish tezligini tushunish. Misol uchun, po'lat tayoqning uchiga zarba u erda mahalliy siqilishga olib keladi, keyin esa novda bo'ylab taxminan 5 km / s tezlikda tarqaladi.

To'lqinning tezligi to'lqin tarqaladigan muhitning xususiyatlari bilan belgilanadi. To'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda uning tezligi o'zgaradi.

Tezlikdan tashqari, to'lqinning muhim xususiyati uning to'lqin uzunligidir. To'lqin uzunligi- to'lqinning undagi tebranish davriga teng vaqt ichida tarqaladigan masofa.

To'lqinning tezligi doimiy qiymat bo'lganligi sababli (ma'lum muhit uchun), to'lqin bosib o'tgan masofa tezlik va uning tarqalish vaqtining mahsulotiga teng. Shunday qilib, to'lqin uzunligini topish uchun to'lqin tezligini undagi tebranish davriga ko'paytirish kerak.:

v - to'lqin tezligi; T - to'lqindagi tebranish davri; l (yunoncha "lambda" harfi) - to'lqin uzunligi.

To‘lqinning tarqalish yo‘nalishini x o‘qi yo‘nalishi sifatida tanlab, to‘lqinda tebranayotgan zarrachalar koordinatasini y bilan belgilab, biz shunday tuzamiz. to'lqin diagrammasi. Sinus to'lqinning grafigi (belgilangan t vaqtida) 45-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu grafikdagi qo'shni cho'qqilar (yoki oluklar) orasidagi masofa l to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi.

Formula (22.1) to'lqin uzunligi va uning tezligi va davri o'rtasidagi munosabatni ifodalaydi. To'lqindagi tebranish davri chastotaga teskari proportsional, ya'ni T = 1/n ekanligini hisobga olsak, to'lqin uzunligi va uning tezligi va chastotasi o'rtasidagi munosabatni ifodalovchi formulani olishimiz mumkin:

Olingan formula shuni ko'rsatadi to'lqinning tezligi to'lqin uzunligi va undagi tebranishlar chastotasining mahsulotiga teng.

To'lqindagi tebranishlar chastotasi manbaning tebranish chastotasiga to'g'ri keladi (chunki muhit zarrachalarining tebranishlari majburiydir) va to'lqin tarqaladigan muhitning xususiyatlariga bog'liq emas. To'lqin bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda uning chastotasi o'zgarmaydi, faqat tezlik va to'lqin uzunligi o'zgaradi.

1. To'lqin tezligi deganda nima tushuniladi? 2. To‘lqin uzunligi nima? 3. To'lqin uzunligi to'lqindagi tebranish tezligi va davri bilan qanday bog'liq? 4. To'lqin uzunligi to'lqindagi tebranishlarning tezligi va chastotasi bilan qanday bog'liq? 5. To'lqin bir muhitdan ikkinchi muhitga o'tganda quyidagi to'lqin belgilarining qaysi biri o'zgaradi: a) chastota; b) davr; c) tezlik; d) to'lqin uzunligi?

Eksperimental vazifa. Vannaga suv quying va barmog'ingiz (yoki o'lchagich) bilan ritmik ravishda suvga tegib, uning yuzasida to'lqinlar hosil qiling. Turli tebranish chastotalaridan foydalanib (masalan, suvga sekundiga bir va ikki marta tegish) qo'shni to'lqin tepalari orasidagi masofaga e'tibor bering. Qaysi tebranish chastotasida to'lqin uzunligi uzunroq bo'ladi?