Właściwości fal

Właściwości fal

Istnieje wiele właściwości, których naukowcy używają do opisu fal. Obejmują one amplitudę, częstotliwość, okres, długość fali, prędkość i fazę. Każda z tych właściwości została szczegółowo opisana poniżej.

Wykres fali

Rysując falę lub patrząc na falę na wykresie, rysujemy falę jako migawkę w czasie. Oś pionowa to amplituda fali, podczas gdy oś pozioma może oznaczać odległość lub czas.



Na tym obrazku widać, że najwyższy punkt na wykresie fali nazywa się grzbietem, a najniższy - doliną. Linia przechodząca przez środek fali jest położeniem spoczynkowym ośrodka, jeśli fala przez nią nie przechodziła.

Na podstawie wykresu możemy określić szereg właściwości fal.

Amplituda

Amplituda fali jest miarą przemieszczenia się fali od jej położenia spoczynkowego. Amplituda jest pokazana na poniższym wykresie.



Amplituda jest zwykle obliczana na podstawie wykresu fali i pomiaru wysokości fali z pozycji spoczynkowej.

Amplituda jest miarą siły lub intensywności fali. Na przykład, patrząc na falę dźwiękową, amplituda będzie mierzyć głośność dźwięku. Energia fali zmienia się również wprost proporcjonalnie do amplitudy fali.

Długość fali

Długość fali to odległość między dwoma odpowiadającymi sobie punktami w cyklach fali wstecz. Można to zmierzyć między dwoma grzbietami fali lub dwoma dolinami fali. Długość fali jest zwykle reprezentowana w fizyce za pomocą greckiej litery lambda (λ).

Częstotliwość i okres

Częstotliwość fali to liczba cykli fali na sekundę. Częstotliwość jest mierzona w hercach lub cyklach na sekundę. Częstotliwość jest często oznaczana małą literą „f”.

Okres fali to czas między grzbietami fal. Okres jest mierzony w jednostkach czasu, takich jak sekundy. Okres jest zwykle reprezentowany przez dużą literę „T”.

Okres i częstotliwość są ze sobą ściśle powiązane. Okres jest równy 1 w zakresie częstotliwości, a częstotliwość jest równa jeden w okresie. Są one wzajemne, jak pokazano w poniższych wzorach.

okres = 1 / częstotliwość
lub
T = 1 / f

częstotliwość = 1 / okres
lub
f = 1 / T

Prędkość lub prędkość fali

Inną ważną właściwością fali jest prędkość propagacji. Tak szybko porusza się zaburzenie fali. Prędkość fal mechanicznych zależy od ośrodka, przez który fala przechodzi. Na przykład dźwięk będzie przemieszczał się z inną prędkością w wodzie niż w powietrzu.

Prędkość fali jest zwykle oznaczana literą „v”. Prędkość można obliczyć mnożąc częstotliwość przez długość fali.

prędkość = częstotliwość * długość fali
lub
v = f * λ