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.
R1bctIEMU0bHZ
Rysunek przedstawia proces odbicia się fali na granicy dwóch ośrodków różniących się prędkością rozchodzenia.
Process of the partial reflection of the wave at the boundary of two media differing in their speed of propagation
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
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.
RihkXF3Kn1WNW
Rysunek przedstawia impuls biegnący na strunie. Siedem odcinków poziomych, na każdym z nich jedno małe wybrzuszenie w górę lub w dół.
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 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.
R8vvJZfb412Rn
Na ilustracji interaktywnej narysowana są dwie pionowe linie na tle siatki. Między nimi narysowana jest krzywa, której końce są na tej samej wysokości, a środek poniżej. Środek oznaczony jest numerem 1. Poniżej między liniami narysowana jest krzywa, której końce i środek są na tej samej wysokości, prawa część powyżej, lewa poniżej. Najwyższy punkt prawej części oznaczony numerem 2, środek krzywej oznaczony jest numerem 4. Poniżej między liniami narysowana jest krzywa, której końce i punkty w jednej trzeciej i dwóch trzecich długości są na tej samej wysokości, pierwsza część od lewej poniżej, druga powyżej, trzecia poniżej. Punkt znajdujący się w jednej trzeciej długości oznaczony numerem 3. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. antinode of standing wave {audio}, 2. antinode of standing wave {audio}, 3. node of standing wave {audio}, 4. node of standing wave {audio}.
Na ilustracji interaktywnej narysowana są dwie pionowe linie na tle siatki. Między nimi narysowana jest krzywa, której końce są na tej samej wysokości, a środek poniżej. Środek oznaczony jest numerem 1. Poniżej między liniami narysowana jest krzywa, której końce i środek są na tej samej wysokości, prawa część powyżej, lewa poniżej. Najwyższy punkt prawej części oznaczony numerem 2, środek krzywej oznaczony jest numerem 4. Poniżej między liniami narysowana jest krzywa, której końce i punkty w jednej trzeciej i dwóch trzecich długości są na tej samej wysokości, pierwsza część od lewej poniżej, druga powyżej, trzecia poniżej. Punkt znajdujący się w jednej trzeciej długości oznaczony numerem 3. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. antinode of standing wave {audio}, 2. antinode of standing wave {audio}, 3. node of standing wave {audio}, 4. node of standing wave {audio}.
Standing wave
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Ry5gkc4CssgHF1
Prezentacja slajdów – fala stojąca. Instrukcja obsługi z poziomu klawiatury: 1. Uruchomienie aplikacji - ENTER, 2. Na każdym ze slajdów czytany jest automatycznie tekst alternatywny po polsku, 3. Przy pierwszym uruchomieniu na pierwszym slajdzie, czytanie tekstu po angielsku - TAB, 4. Przejście między slajdami: do następnego slajdu - TAB, do poprzedniego slajdu - TAB + SHIFT, 5. Przejście do czytania napisu po angielsku - strzałka w górę + strzałka w dół (czyta tekst po angielsku widoczny na slajdzie).
Prezentacja slajdów – fala stojąca. Instrukcja obsługi z poziomu klawiatury: 1. Uruchomienie aplikacji - ENTER, 2. Na każdym ze slajdów czytany jest automatycznie tekst alternatywny po polsku, 3. Przy pierwszym uruchomieniu na pierwszym slajdzie, czytanie tekstu po angielsku - TAB, 4. Przejście między slajdami: do następnego slajdu - TAB, do poprzedniego slajdu - TAB + SHIFT, 5. Przejście do czytania napisu po angielsku - strzałka w górę + strzałka w dół (czyta tekst po angielsku widoczny na slajdzie).
The distance between the node and the adjacent antinode is equal to length of the wave which runs in the rope, while two adjacent nodesnodesnodes or two adjacent antinodesantinodesantinodes are separated by length of the wave.
The standing wavestanding wavestanding wave is in fact the vibrations of the medium, also known as normal mode. The ideal standing wave differs from the wave which moves. In the case of an ideal standing wave there is no propagation of vibrations, so there is no wavefrontwavefrontwavefront. The places where the amplitude of the wave reaches the maximum are called antinodes, while those in which the amplitude is always zero - the nodes of the standing wave. In case of small frequency incompatibility, the nodesnodesnodes and the antinodesantinodesantinodes can move. If there is some incompatibility of the amplitudes, then there is no complete quenching of vibrationscomplete quenching of vibrationscomplete quenching of vibrations in the nodes.
Standing wavestanding waveStanding wave - a wave whose ridges and valleys do not move.
The standing wave is created due to the interference of two identical waves moving in the same direction, but with opposite turns. Usually this effect is created, for example, by applying a reflected wave to the running wave.
The standing wave is in fact the vibrations of the medium, also known as normal mode.
The ideal standing wave differs from the wave which moves. In the case of an ideal standing wave there is no propagation of vibrations, so there is no wavefrontwavefrontwavefront.
The places where the amplitude of the wave reaches the maximum are called antinodes, while those in which the amplitude is always zero - the nodes of the standing wave. In case of small frequency incompatibility, the nodesnodesnodes and the antinodesantinodesantinodes can move. If there is some incompatibility of the amplitudes, then there is no complete quenching of vibrationscomplete quenching of vibrationscomplete quenching of vibrations in the nodes.
Exercises
R1JJZD8EbsOYQ
Exercise 1
Determine which sentence is true.
A standing wave is not a wave transmitting the energy of vibrations to the environment.
In a standing wave you can observe the movement of the antinodes.
The amplitude of vibrations in a standing wave is the same for every point of the medium in which the wave propagates.
To create a standing waves the interference of two waves with the same vibration amplitudes and the same frequencies is sufficient.
Exercise 2
The string of the guitar is 80 cm long and performs vibrations with the frequency of 400 Hz.
a) Determine the length of the first and the second harmonics of the wave created with the guitar.
b) By how many centimeters should the guitar string be shortened to create a standing wave with the frequency of 800 Hz? The speed of wave propagation should be accepted as constant.
a) The length of first harmonic wave is 160 cm and of the second harmonic wave is 80 cm.
b) It should be shortened by half, or by 40 cm.
Exercise 3
You have a long pipe to which you can pour water, a centimeter measure and a sound generator, e.g. software available for smartphones. How can you determine the speed of sound propagation in the air? Remember that the literature will be useful for you.
Write a short report from the conducted experiment in English.
R9QJ2CcUFfeLE
Exercise 4
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. odbicie fali - wave reflection, 2. interferencja fali - wave interference, 3. fala stojąca - standing wave, 4. węzły - nodes, 5. strzałki - wavefront, 6. całkowite wygaszenie - total reflection
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. odbicie fali - wave reflection, 2. interferencja fali - wave interference, 3. fala stojąca - standing wave, 4. węzły - nodes, 5. strzałki - wavefront, 6. całkowite wygaszenie - total reflection
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
odbicie fali - wave reflection
interferencja fali - wave interference
fala stojąca - standing wave
węzły - nodes
strzałki - wavefront
całkowite wygaszenie - total reflection
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R14qeqVSjiVJP1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
interferencja fali
kierunek rozchodzenia się fali
fala stojąca
wave interference
węzły
direction of wave propagation
odbicie fali
wave reflection
nodes
standing wave
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
