Mechanické vlnění
Mechanické vlnění je děj, při němž se kmitání částic šíří látkovým prostředím.[1] Mechanické vlnění se šíří látkami všech skupenství pomocí sil působících mezi částicemi. Vzniká tak, že výchylka jedné částice z rovnovážné polohy vnější silou a k tomu dodaná energie se přenese na částici sousední, pak na další a tak vlnění určitou rychlostí postupuje od svého zdroje v řadě bodů, nebo v rovině, nebo v prostoru. Mechanické vlnění je například zvukové vlnění.
Druhy vlnění
Postupné vlnění
Vzniká postupným rozkmitáváním bodů v pružném prostředí (hadice, lano, vodní hladina …).
Rovnice postupné vlny:
(okamžitá výchylka , maximální amplituda , čas , perioda , poloha , vlnová délka , rychlost šíření vlnění , fázová rychlost )
Postupné příčné vlnění
Body prostředí kmitají kolmo na směr šíření. Příkladem postupného vlnění příčného je vlnění na vodní hladině po dopadu kamene, šířící se od tohoto zdroje v kruhových rovinných vlnoplochách ve tvaru vrch – důl.
Elektromagnetické vlnění je postupné příčné.
Postupné podélné vlnění
Může k němu docházet ve všech skupenstvích.[2]
Body prostředí kmitají ve vlnoplochách. Dochází k postupnému zhušťování a zřeďování prostředí. Příkladem je zvuk.
Stojaté vlnění
Skládáním dvou proti sobě jdoucích postupných vlnění stejných parametrů vzniká stojaté vlnění, které je v řadě bodů (představovaných například napjatou strunou) charakterizováno body se stále stejnou výchylkou. Body s trvale největší výchylkou se nazývají kmitny, body s trvale nulovou výchylkou se nazývají uzly. Stojaté vlnění pružných těles se nazývá chvění a je nejčastějším zdrojem zvuku a fyzikálním základem hudebních nástrojů.
Rovnice stojatého vlnění
Podélné a příčné vlnění
Podle směru vychýlení částic z rovnovážné polohy rozlišujeme vlnění příčné (výchylka je kolmá na spojnici sousedních částic) a vlnění podélné (výchylka je ve směru spojnice sousedních částic).
Šíření vlnění
Vlnění se šíří ve vlnoplochách- množinách bodů se stejnou fází. Platí Huyghensův princip- každá vlnoplocha se stává zdrojem nekonečně mnoha elementárních vlnění, jejichž interferencí vzniká další vlnoplocha.
Rychlost šíření závisí na typu prostředí- např. zvuk se pohybuje ve vzduchu kde je teplota v °C.
Směr vlnění udává paprsek – přímka kolmá na vlnoplochu – normála.
Reference
- Odmaturuj z fyziky, DIDAKTIS 2004, ISBN 80-86285-39-1,kapitola Mechanické vlnění, strany 97-103
- Vlnění. radek.jandora.sweb.cz [online]. [cit. 2017-05-05]. Dostupné online.
Související články
Externí odkazy
- Vlnění – zpracovaná maturitní otázka z fyziky na téma vlnění od Radka Jandory
- Mechanické vlnění – maturitní práce na gymnáziu v Ústí nad Orlicí, neznámý autor, 14.5.2000