Valovanje je opredeljeno kot motnja v materialu, ki prenaša energijo, ne da bi povzročila neto gibanje delcev. Potujejo v periodičnem, ponavljajočem se gibanju in prenašajo energijo od vira do cilja. Valovi so razdeljeni na dve vrsti: prečni valovi in vzdolžni valovi. Prečni valovi so svetlobni in vodni valovi, medtem ko so longitudinalni valovi zvočni in kompresijski valovi.
Kakšna je frekvenca?
Število nihanj vala na časovno enoto je definirano kot frekvenca (Hz). Je recipročna vrednost časa in je predstavljena z znakom f. Njegova merska enota je hertz. Njegova dimenzijska formula je [M0L0T-1].
Kaj je valovna dolžina?
Razdalja med dvema najbližjima točkama v fazi je določena kot valovna dolžina. Predstavljen je s simbolom (lambda). Je zmnožek prevožene razdalje vala na časovno enoto in skupnega časa. Njegova merska enota je meter. Njegova dimenzijska formula je zapisana kot [M0L1T0].
Razmerje med frekvenco in valovno dolžino
Frekvenca in valovna dolžina sta med seboj posredno sorazmerni. Večja je valovna dolžina, manjša je frekvenca in obratno. Hitrost, s katero potuje val, je enaka zmnožku njegove frekvence in valovne dolžine, kar upravičuje povezavo med tema dvema parametroma.
V = λ f
kje,
V je hitrost valovanja,
f je valovna frekvenca,
λ je valovna dolžina.
Izpeljava
Razmerje med frekvenco in valovno dolžino lahko izpeljemo z uporabo formul za ti dve količini.
polja v JaviVemo, da je frekvenca čas, potreben za dokončanje enega nihanja izven časa t. Torej imamo,
f = 1/t …….. (1)
Znano je tudi, da je hitrost vala razmerje med prepotovano razdaljo vala in skupnim časom, ki ga je porabil.
V = λ/t
V = λ (1/t)
Z uporabo (1) dobimo,
V = λ f
To izpelje razmerje med frekvenco in valovno dolžino valovanja.
Vzorčne težave
Problem 1. Izračunajte frekvenco valovanja, če val opravi en cikel v 0,02 s.
rešitev:
Imamo,
Čas (t) = 0,02 s
Z uporabo formule, ki jo imamo,
f = 1/t
f = 1/0,02
f = 50 Hz
Naloga 2. Izračunajte valovno dolžino vala, ki potuje s hitrostjo 250 m/s in ima frekvenco 600 Hz.
pretvornik nizov v int
rešitev:
Imamo,
V = 250,
f = 600
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
=> 250 = λ (600)
=> λ = 250/600
=> λ = 5/12
=> λ = 0,416 m
shloka mehta izobraževanje
Naloga 3. Izračunajte valovno dolžino vala, ki potuje s hitrostjo 32 m/s in ima frekvenco 800 Hz.
rešitev:
Imamo,
V = 32,
f = 800
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
=> 32 = λ (800)
=> λ = 32/800
=> λ = 1/25
=> λ = 0,04 m
Naloga 4. Izračunajte frekvenco vala, ki potuje s hitrostjo 70 m/s in ima valovno dolžino 2 m.
rešitev:
Imamo,
V = 70,
λ = 2
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
=> 70 = 2f
=> f = 70/2
=> f = 35 Hz
Naloga 5. Izračunajte frekvenco vala, ki potuje s hitrostjo 135 m/s in ima valovno dolžino 10 m.
rešitev:
Imamo,
V = 135,
sklad v javiλ = 10
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
=> 135 = 10f
=> f = 135/10
=> f = 13,5 Hz
Naloga 6. Izračunajte čas, ki ga potrebuje val, da prepotuje razdaljo 0,2 m s hitrostjo 350 m/s.
rešitev:
Imamo,
V = 350,
λ = 0,2
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
=> 350 = 0,2 f
=> f = 350/0,2
=> f = 1750 Hz
Poiščite porabljeni čas z uporabo formule f = 1/t.
t = 1/f
= 1/1750
= 0,00057 s
np std
Naloga 7. Izračunajte hitrost vala, ki je v 8 s prepotoval razdaljo 2,5 m.
rešitev:
Imamo,
λ = 2,5,
t = 8,
Poiščite frekvenco z uporabo formule,
f = 1/t
= 1/8
= 0,125 Hz
Z uporabo formule, ki jo imamo,
V = λ f
V = (2,5) (0,125)
V = 0,3125 m/s