Zjawiska falowe

Dowiesz się:- od czego zależy siła magnetyczna (elektrodynamiczna)

Zjawiska falowe

Jak powstaje fala mechaniczna

Fale mechaniczne to fale, które rozchodzą się w ośrodkach sprężystych za pośrednictwem rozprzestrzeniania się drgań tego ośrodka. Ich charakterystyczną właściwością jest możliwość przenoszenia energii, bez jednoczesnego przemieszczania materii.

Rodzaje fal mechanicznych

Ze względu na kierunek drgań cząsteczek ośrodka fale dzielimy na fale poprzeczne i podłużne.

Fale podłużne.

Fale poprzeczne.

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Fala kolista.

Fala płaskia.

Odbicie fal

Jednym ze zjawisk jakim ulegaja fale jest zjawisko odbicia np. światła. Odbicie światła następuje, gdy pada ono na gładką, wypolerowaną powierzchnię.

Prawo odbicia: Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Oba te kąty leżą w jednej płaszczyżnie.

Zjawisko odbicia ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach życia:

• lustra wykorzystują zjawisko odbicia światła do odbijania obrazów.
• soczewki i zwierciadła wykorzystują odbicie światła do skupiania lub rozpraszania promieni świetlnych, co jest podstawą dla różnych narzędzi optycznych, takich jak lupy, mikroskopy, teleskopy, czy aparaty fotograficzne.
• odblaski drogowe wykorzystują odbicie światła, aby zwiększyć widoczność

• w nawigacji i badaniach podwodnych sondy echosondy wykorzystują zjawisko odbicia fal dźwiękowych od dna morskiego
• w medycynie ultrasonografy wykorzystują zjawisko odbicia fal dźwiękowych od tkanek wewnętrznych organizmu, aby generować obrazy medyczne, na podstawie których można diagnozować różne schorzenia.

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Zjawisko odbicia światła w zwierciadle

Konstrukcja obrazu i jego cechy dla x=f (przedmiot jest umieszczony w ognisku zwierciadła)

Konstrukcja obrazu i jego cechy dla x>2f

Konstrukcja obrazu i jego cechy dla x=2f

Konstrukcja obrazu i jego cechy dla x<f

Rozpraszenie fal

Jeśli fala natrafi na powierzchnię odbijającą, która nie jest płaska, wtedy na kolejnych jej fragmentach będzie ulegać odbiciu w różnych kierunkach – ulegnie rozproszeniu.

Rozproszenie światła polega na zmianie kierunku rozchodzenia się promieni światła.

Słońce

Niebo

Załamanie fal

Załamanie fali to zjawisko zmiany kierunku rozchodzenia się fali przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Jest ono spowodowane różnicą prędkości fali w obu ośrodkach. Załamanie fali zachodzi zgodnie z prawem załamania (zwanego również prawem Snelliusa albo Snella):

Iloraz sinusa kąta padania i sinusa kąta załamania jest równy ilorazowi prędkości fali w padającej na granicę ośrodków i prędkości fali po załamaniu – jest to stała wartość dla danej pary ośrodków

Całkowite wewnętrzne odbicie

Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko polegające na tym, że fala na granicy ośrodków nie ulega załamaniu, ale w całości odbija się do wnętrza ośrodka. Zjawisko to zachodzi wtedy, gdy fala pada na granicę ośrodków od strony ośrodka, w którym porusza się wolniej, pod kątem mniejszym lub równym kątowi granicznemu.

Całkowite wewnętrzne odbicie jest wykorzystywane np. do przesyłania informacji w światłowodach. Dzięki temu, że światło nie ucieka poza światłowód, straty energii są zminimalizowane i ograniczają się do pochłaniania energii przez materiał światłowodu. Za pomocą kabli światłowodowych ułożonych na dnie oceanów przesyła się informacje między kontynentami.

Rozszczepienie światła

Rozszczepienie światła to zjawisko polegające na rozdzieleniu światła białego na poszczególne składowe (barwy). Światło można rozszczepić np. za pomocą pryzmatu. Światło przechodząc przez pryzmat ulega podwójnemu załamaniu. Po raz pierwszy na granicy dwóch ośrodków: powietrze- szkło, po raz drugi: szkło-powietrze.

Rozszczepienie światła na kropli wody

Tęcza i halo

Najpopularniejszym zjawiskiem przyrodniczym, w którym zachodzi rozszczepienie światła w wyniku załamania, jest tęcza.

Innym zjawiskiem przyrodniczym wynikającym z załamania światła jest halo, czyli biały lub barwny pierścień pojawiający się wokół Słońca lub Księżyca.

Dyfrakcja

Dyfrakcja to zjawisko polegające na zmianie kierunku rozchodzenia się fali, gdy napotyka ona przeszkodę lub przechodzi przez szczelinę.

Interferencja

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Rozpraszenie fal

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Rozpraszenie fal

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Ze względu na kształt powierzchni falowych wyróżniamy fale płaskie, kołowe i koliste.

Główną przyczyną jasności nieba w dzień jest zjawisko rozpraszania światła o krótkich długościach fal (przede wszystkim niebieskiego i fioletowego), które zachodzi, gdy światło słoneczne przechodzi przez atmosferę Ziemi. Cząsteczki atmosferyczne, takie jak cząsteczki azotu i tlenu oraz cząsteczki aerozoli, rozpraszają krótkofalowe światło, co powoduje, że niebo staje się niebieskie.

Kiedy słońce znajduje się blisko horyzontu, światło słoneczne musi przejść przez większą ilość atmosfery ziemskiej, gdzie jest ono bardziej rozpraszane. Podczas gdy krótkofalowe kolory (takie jak niebieski i fioletowy) są mocno rozpraszane, długofalowe kolory (takie jak czerwony) są mniej rozpraszane i mogą bardziej przenikać przez atmosferę. Dlatego słońce jest czerwone na wschodzie lub zachodzie.