Fale mechaniczne — v = λf
Co zrobimy: Będziemy zmieniać częstotliwość i długość fali (lub prędkość ośrodka) i sprawdzać, jak wiąże je wzór v = λf.
Co widzisz na ekranie: Rozchodzącą się falę z zaznaczoną długością fali (między grzbietami) i tempem drgań oraz suwaki częstotliwości, długości fali i prędkości; wskaźnik pokazuje prędkość v = λf, a zmiana częstotliwości zagęszcza lub rozrzedza fale. Odczyty: częstotliwość, długość fali, prędkość i okres.
Dam Ci docelową długość fali — dobierz częstotliwość i prędkość tak, by ją uzyskać. λ = v/f.
Co się właśnie stało?
Podwojenie częstotliwości przy stałej prędkości fali skróciło długość fali o połowę — fale „ścisnęły się" bliżej siebie.
Trzy wielkości opisujące falę:
DŁUGOŚĆ FALI λ — odległość między dwoma kolejnymi grzbietami (lub dolinami); CZĘSTOTLIWOŚĆ f — liczba pełnych drgań na sekundę (w hercach, Hz); PRĘDKOŚĆ v — jak szybko fala się rozchodzi w ośrodku.
Wiąże je wzór:
Co jest stałe?
Prędkość fali zależy od OŚRODKA (np. dźwięk w powietrzu ~340 m/s), a nie od źródła. Dlatego gdy zwiększysz częstotliwość, długość fali maleje — tak, by iloczyn λ·f (czyli v) pozostał ten sam.
Przykłady:
wyższy dźwięk to większa częstotliwość i krótsza fala; w świetle większa częstotliwość odpowiada innej barwie.
Po co Ci to na maturze:
obliczenia z (długość fali, częstotliwość, prędkość) i rozumienie, co zależy od ośrodka, a co od źródła, to podstawa działu o falach. Chwyt: przy stałym ośrodku λ i f są odwrotnie proporcjonalne.
Zapamiętaj: v = λ·f; prędkość fali zależy od ośrodka, więc przy jej stałej wartości większa częstotliwość oznacza krótszą falę.
Teoria i wzory
Podstawowy związek
Prędkość fali równa się iloczynowi długości fali i częstotliwości.
Co z czego wynika
- prędkość zależy od ośrodka, nie od źródła,
- przy stałym : większa częstotliwość → krótsza fala ().
Okres
Oznaczenia: — prędkość fali, — długość fali, — częstotliwość, — okres.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Jaki jest związek między długością fali, częstotliwością i prędkością?
v = λ·f — prędkość fali równa się iloczynowi długości fali i częstotliwości.
›Co się dzieje z długością fali, gdy rośnie częstotliwość?
Przy stałej prędkości maleje — długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.
›Od czego zależy prędkość fali?
Od ośrodka, w którym się rozchodzi (np. rodzaju i temperatury), a nie od źródła fali.