•Kmitání částic prostředí, které se šíří prostorem. •Kmitáním nedochází k přenosu hmoty, částice se pouze vychylují ze svých rovnovážných poloh a prostřednictvím vazeb předávají kmity dál. •Vlna přenáší energii a hybnost (někdy i informaci). •Energie a hybnost vlny se šíří srážkami mezi částicemi. Samotné částice se nepohybují. http://www.justjoy.cz/sharedFiles/upload/343upload_00000110.jpg http://www.justjoy.cz •Mechanické vlny: Vznikají a šíří se pouze v hmotném prostředí. Jejich popis vychází z Newtonových zákonů mechaniky. • •Elektromagnetické vlny: Nejsou vázány pouze na hmotné prostředí. Mohou se šířit i ve vakuu. • •de Broglieho vlny: Částice hmoty se chovají jako vlny. K pochopení je nutná znalost kvantové fyziky. Předchozí slide se ovšem vztahuje jen k mechanickým vlnám •Příčné vlny: částice kmitají kolmo na směr šíření vlnění. • •Podélné vlny: částice kmitají ve směru šíření vlnění. Dochází ke střídavému zhušťování a zřeďování částic prostředí. https://jmag0904.files.wordpress.com/2013/05/longvstransvwave.gif •Příčné vlny se mohou šířit pouze prostředím, které odolává namáhání ve smyku, tj. v prostředí tuhém. • •V plynném a kapalném prostředí se může zvuk šířit pouze podélnými kmity, v pevných látkách se může šířit jak podélně tak příčně. • •Jedinou podmínkou pro šíření všech typů vln je, že prostředí musí mít dostatečně velké rozměry vzhledem k vlnové délce vlnění. Zde jsou však ignorovány příčné vlny na hladině vody Vlnové číslo nebo také vlnočet je vlastnost vlny definovaná buď jako počet vlnových délek připadajících na jednotku délky (tedy 1/λ, kde λ je vlnová délka), nebo jako 2π/λ (známé též jako úhlové vlnové číslo, úhlový vlnočet). Vlastnosti zdroje Vlastnost prostředí k Definice periody asi není v pořádku, téže výchylky je dosaženo během jedné periody dvykrát. •Je vzájemné zesilování nebo zeslabování vln. • •Setkává-li se v jednom místě více vln různých amplitud, frekvencí a fází, vzniká podle principu superpozice nová vlna odlišného tvaru. • •O výsledku interference rozhoduje fázový rozdíl obou vln nebo jejich dráhový rozdíl, který je funkcí fázového rozdílu. •Každý bod vlnoplochy, do kterého dospělo vlnění v určitém okamžiku, můžeme považovat za zdroj elementárního vlnění, které se z něj šíří v elementárních vlnoplochách. Vlnoplocha v dalším časovém okamžiku je vnější obalová plocha všech elementárních vlnoploch. –Vlnoplocha: Je plocha, na níž mají částice stejnou amplitudu výchylky, tj. kmitají se stejnou fází. Může být kulová nebo rovinná. –Paprsky: Jsou přímky kolmé k vlnoplochám. Určují směr šíření vlny. Nelze nějak triviálně ukázat, proč to pro kulovou vlnu je právě tak? •Řada zdrojů kmitajících ve fázi vytváří šířící se vlnu piezoelektrický element postupující vlnoplocha – postupná aktivace elementů umožňuje směrování •Poměr sinu úhlu dopadu k sinu úhlu lomu je pro daná dvě prostředí stálá veličina, která se rovná poměru rychlostí vlnění v obou prostředí. Označuje se index lomu n. •Lomený paprsek leží v rovině dopadu. • • Zdůraznit, že by ten zákon neměl být spojován jen s optikou •Vlnění se odchyluje od původního směru a šíří se i za překážku. Míru ohybu ovlivňuje vztah mezi rozměrem překážky a vlnovou délkou vlnění. Ohyb je tím větší, čím větší je vlnová délka vlny. u je např. výchylka nebo rychlost kmitajícího bodu, vždy funkce polohy a času Chybí vysvětlení symbolu „u“ Pro rovinnou vlnu si vystačíme s jedinou prostorovou souřadnicí x Nemusí být každému jasné, jak spolu korespondují dva poslední řádky a co je míněno písmeny F a G Zde je odpovídající souřadnicí poloměr kulové vlny r dtto •Zvukové vlny představují střídavé zhušťování a zřeďování částic látkového prostředí, které lze popsat např. časovou změnou tlaku (příp. hustoty, objemu). •Píst (a) při pohybu vzhůru stlačuje vzduch (b) a posouvá jej dopředu. Při zpětném pohybu dolů zůstává na jeho místě zředění (c). Periodické opakování (d) vede ke vzniku postupující vlny zhuštění a zředění. • •Tlak obsahuje dvě složky: –Atmosférický tlak (p0~105 Pa): Je téměř nezávislý na čase. Mění se s nadmořskou výškou nebo při změně počasí. –Akustický tlak (pa~10-5-102 Pa): Představuje časově proměnnou složku, která popisuje zvukové vlny. p0 pa(x,t) Dále bude objasněno, co se tímto „vzorcem“ myslí – je to různé pro různé fáze látek •Setrvačnost prostředí je spjata s hmotností, tj. s délkovou (dráty, struny), plošnou (membrány, desky) nebo objemovou hustotou prostředí. Pružnost prostředí souvisí s možností vytvořit v něm působením nějaké síly napětí. • •Obecně platí, že čím silnější jsou vzájemné vazby mezi částicemi prostředí (tj. čím je prostředí pevnější a hustější), tím vyšší je v něm rychlost šíření (ultra)zvuku. (ultra)zvuku – viz nadpis slajdu •Hustota vody je až 1000x větší než vzduchu. Kdyby o rychlosti zvuku rozhodovala jen hustota, šířil by se zvuk ve vodě asi 30x pomaleji než ve vzduchu. Ve skutečnosti je ve vodě zvuk 4x rychlejší než ve vzduchu, proto by měl být modul pružnosti vody více než 10000x větší než vzduchu. Tak tomu skutečně je – voda je mnohem hůř stlačitelná než vzduch. Doplnit čtení „kappa“ V prvním vzorečku je index 0, ve druhém zmizel. Je nutno s těmi indexy pracovat? Jak rozumět správně poslední větě? Je to správně? Hustota má s rostoucím tlakem klesat? Cvičení? Upravit grafiku – poslední řádek není vidět