Mechaninių bangų interferencija

Šioje temoje nagrinėjami mechaniniai svyravimai ir bangos, įskaitant garso bangų analizę, bangos ilgio pokyčius, signalinės raketos skrydį, garso greitį pučiant vėjui, bei styginio muzikos instrumento derinimą. Taip pat aptariama mechaninių bangų interferencija, superpozicijos principas, koherentiniai šaltiniai ir interferencijos maksimumo bei minimumo sąlygos.

Bangų interferencijos samprata
Kai du šaltiniai skleidžia garsą, skirtingose erdvės vietose garsas girdimas skirtingai – vienur stipriau, kitur silpniau. Tai rodo, kad bangos vienuose taškuose viena kitą sustiprina, o kituose – susilpnina. Šis reiškinys vadinamas bangų interferencija.
Bangų superpozicijos principas
Bangoms, sklindančioms toje pačioje erdvėje, galioja superpozicijos principas: jų atstojamoji banga gaunama sudėjus atskiras bangas. Kai susideda dviejų vienodų šaltinių skleidžiamos bangos, susidaro interferencinis vaizdas.
Garso bangos analizė
Garso bangos vaizduoja slėgio kitimą laikui bėgant. Garso aukštis nekinta, jei bangos dažnis (periodų skaičius per laiko vienetą) yra pastovus. Garso garsis nekinta, jei bangos amplitudė (maksimalus slėgio nuokrypis nuo vidurkio) yra pastovi.
Garso bangos ilgio pokytis
Garso bangos ilgis keičiasi, kai garsas pereina iš vienos terpės į kitą. Bangos ilgis (\(\lambda\)) yra susijęs su garso greičiu (\(v\)) ir dažniu (\(f\)) formule: \(\lambda = v / f\). Dažnis pereinant iš vienos terpės į kitą nesikeičia, todėl bangos ilgio pokytis priklauso nuo garso greičio pokyčio. Pavyzdžiui, garso bangos ilgis vandenyje yra maždaug 4.2 karto didesnis nei ore, nes garso greitis vandenyje yra didesnis.
Garso greitis vėjui pučiant
Garso greitis kinta priklausomai nuo vėjo krypties. Prieš vėją garso greitis mažesnis, o pavėjui – didesnis. Vėjo greitis apskaičiuojamas kaip garso greičių pavėjui ir prieš vėją skirtumo pusė. Garso greitis be vėjo – garso greičių pavėjui ir prieš vėją vidurkis.
Koherentiniai šaltiniai
Interferencija galima tik tada, kai bangas skleidžia koherentiniai šaltiniai. Koherentiniai šaltiniai svyruoja vienodu dažniu ir sinchroniškai (jų virpesių fazės sutampa) arba išlaiko pastovų fazių skirtumą. Koherentinių šaltinių skleidžiamos bangos vadinamos koherentinėmis bangomis.
Mechaninių bangų interferencija
Mechaninės bangos, susitikusios viena su kita, nesąveikauja ir prasiskverbia viena pro kitą. Tačiau, kai sklinda kelios bangos, jos gali sudėtinai veikti, sukurdamos interferencijos reiškinį – bangų stiprinimą arba silpninimą tam tikrose erdvės vietose.
Signalinės raketos skrydis
Vertikaliai aukštyn paleista signalinė raketa sprogsta. Raketos pakilimo aukštis apskaičiuojamas pagal formulę \(h = v * t_2\), kur \(v\) – garso greitis, \(t_2\) – laikas nuo sprogimo iki garso pasigirdimo. Vidutinis raketos kilimo greitis apskaičiuojamas pagal formulę \(v_{\text{vid}} = h / t_1\), kur \(t_1\) – laikas nuo paleidimo iki sprogimo.
Styginio muzikos instrumento derinimas
Styginio muzikos instrumento stygos įtempimas keičia skleidžiamo garso aukštį. Labiau įtempta styga virpa didesniu dažniu, todėl skleidžia aukštesnį toną. Atlaisvinus stygą, virpesių dažnis sumažėja, ir tonas tampa žemesnis.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com