1. What is the wave? 2. What is the propagation of a wave in a resilient medium? 3. What is the sound? 4. Describe the phenomenon of wave reflectionwave reflectionwave reflection. 5. What is the wave interferencewave interferencewave interference?
The reflection of the wave: The reflection of the wave is a change of the direction of wave propagationdirection of wave propagationdirection of wave propagation without changing the medium in which the wave propagates.
[Illustration 1]
The above figures illustrate the process of the reflection of the wave at the boundary of two media differing in their speed of propagation. In this case the reflection phenomenon is also accompanied by the partial penetration of the wave into the other medium.
[Illustration 2]
A running pulse on the string.
After reaching an obstacle, the total reflectiontotal reflectiontotal reflection from the obstacle and a change of the direction of the impulse propagation is observed.
Standing wavestanding waveStanding wave: Standing waves may occur in limited areas. Then the first wave moving in one direction interferes the second wave reflected from the border of the area, which moves in the opposite direction. As a result of the interference of such waves (a standing wavestanding wavestanding wave) is created. Different particles of the medium in which the standing wave is present perform vibrations with different amplitudes but with the same frequency.
A standing wavestanding wavestanding wave is characterized by the following terms:
- a node of standing wave is a place where the molecules of the medium do not vibrate, - an antinode of a standing wave is the place where the molecules of the medium make vibrations with maximal amplitude.
[Illustration interactive]
Between two obstacles, a standing wavestanding wavestanding wave was created as a result of the interference of two waves with the same frequencies which run in different directions. You can see both the first, the second and the third harmonic wave.
Fala stojąca – fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w tym samym kierunku, lecz o przeciwnych zwrotach. Zwykle efekt ten powstaje np.: poprzez nałożenie na falę biegnącą fali odbitej. Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka, nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca różni się od fali biegnącej tym, że nie ma tu propagacji drgań, nie występuje zatem np.: czoło fali. Miejsca, gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej. W przypadku niewielkiej niezgodności częstotliwości węzły i strzałki mogą się przesuwać. Jeżeli występuje pewna niezgodność amplitud, wówczas nie ma pełnego wygaszenia drgań w węzłach.
Odległość między węzłem a sąsiednią strzałką jest równa długości fali biegnącej w sznurze, natomiast dwa sąsiednie węzły lub dwie sąsiednie strzałki oddalone są o długości fali biegnącej w ośrodku. Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka, nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca różni się od fali biegnącej tym, że nie ma tu propagacji drgań, nie występuje zatem np.: czoło fali. Miejsca, gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej. W przypadku niewielkiej niezgodności częstotliwości węzły i strzałki mogą się przesuwać. Jeżeli występuje pewna niezgodność amplitud, wówczas nie ma pełnego wygaszenia drgań w węzłach.
maf44e92b01654b61_1528449000663_0
Fale stojące
maf44e92b01654b61_1528449084556_0
Drugi
maf44e92b01654b61_1528449076687_0
VIII. Ruch drgający i fale. Uczeń:
6) opisuje mechanizm powstawania i rozchodzenia się fal dźwiękowych w powietrzu; podaje przykłady źródeł dźwięku.
maf44e92b01654b61_1528449068082_0
45 minut
maf44e92b01654b61_1528449523725_0
Omówienie warunków powstawania fali stojącej.
maf44e92b01654b61_1528449552113_0
1. Przedstawienie zjawiska odbicia fali.
2. Omówienie zjawiska interferencji fali.
3. Prezentacja fali stojącej jako szczególnego przypadku interferencji fal.
maf44e92b01654b61_1528450430307_0
Uczeń:
- rozumie zjawisko odbicia i interferencji fali,
- zna warunki niezbędne do powstania fali stojącej.
maf44e92b01654b61_1528449534267_0
1. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.
2. Dyskusja rozwijająca się w toku wspólnego rozwiązywania problemu przez klasę lub grupę.
maf44e92b01654b61_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Współpraca ucznia z nauczycielem.
maf44e92b01654b61_1528450127855_0
Proszę odpowiedzieć na pytania wprowadzające do lekcji:
1. Co to jest fala? 2. Na czym polega rozchodzenie się fali w ośrodku sprężystym? 3. Co to jest dźwięk? 4. Opisz zjawisko odbicia fali. 5. Co to jest interferencja fali?
maf44e92b01654b61_1528446435040_0
Odbicie fali: Odbicie fali polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali, ale bez zmiany ośrodka, w którym fala się rozchodzi.
[Ilustracja 1]
Na powyższych ilustracjach zobrazowany jest proces odbicia się fali na granicy dwóch ośrodków różniących się prędkością rozchodzenia. Zjawisku odbicia towarzyszy w tym przypadku również częściowe wnikniecie fali do drugiego ośrodka.
[Ilustracja 2]
Impuls biegnący na strunie.
Po dotarciu do przeszkody następuje całkowite odbicie się od przeszkody i zmiana kierunku rozchodzenia się takiego impulsu.
Fala stojąca: Fale stojące mogą powstawać w obszarach ograniczonych. Wtedy fala biegnąca w jednym kierunku nakłada się na falę odbitą od granicy obszaru i biegnącą w kierunku przeciwnym. W wyniku interferencji (nakładania się) takich fal powstaje fala stojąca. Różne cząsteczki ośrodka, w którym obecna jest fala stojąca wykonują drgania o różnych amplitudach, ale o tej samej częstości.
Falę stojącą charakteryzują następujące pojęcia:
- węzeł fali stojącej to miejsce, w którym cząsteczka ośrodka nie wykonuje drgań, - strzałka fali stojącej to miejsce, w którym cząsteczka ośrodka wykonuje drgania z maksymalną amplitudą.
[Ilustracja interaktywna]
Pomiędzy dwoma przeszkodami wytworzyła się fala stojąca jako efekt nałożenia się na siebie dwóch fal biegnących w różne strony o takich samych częstotliwościach. Widać zarówno pierwszą harmoniczną, drugą oraz trzecią.
[Slideshow]
Odległość między węzłem a sąsiednią strzałką jest równa długości fali biegnącej w sznurze, natomiast dwa sąsiednie węzły lub dwie sąsiednie strzałki oddalone są o długości fali biegnącej w ośrodku. Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka, nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca różni się od fali biegnącej tym, że nie ma tu propagacji drgań, nie występuje zatem np.: czoło fali. Miejsca, gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej. W przypadku niewielkiej niezgodności częstotliwości węzły i strzałki mogą się przesuwać. Jeżeli występuje pewna niezgodność amplitud, wówczas nie ma pełnego wygaszenia drgań w węzłach.
maf44e92b01654b61_1528450119332_0
Fala stojąca – fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w tym samym kierunku, lecz o przeciwnych zwrotach. Zwykle efekt ten powstaje np.: poprzez nałożenie na falę biegnącą fali odbitej. Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka, nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca różni się od fali biegnącej tym, że nie ma tu propagacji drgań, nie występuje zatem np. czoło fali. Miejsca, gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej. W przypadku niewielkiej niezgodności częstotliwości węzły i strzałki mogą się przesuwać. Jeżeli występuje pewna niezgodność amplitud, wówczas nie ma pełnego wygaszenia drgań w węzłach.