Κύματα

5. Κύματα

5.1 Κύματα δημιουργούνται όταν ένα σύστημα διαταράσσεται από την κατάσταση ισορροπίας και ενέργεια μεταφέρεται από μία περιοχή του συστήματος σε μία άλλη. Τα κύματα που μεταφέρουν μηχανική ενέργεια ονομάζονται μηχανικά κύματα. Έχουν δύο βασικά κοινά χαρακτηριστικά:

α) Διαδίδονται μόνο στα υλικά μέσα, όχι στο κενό.
β) Μεταφέρουν μηχανική ενέργεια, όχι ύλη.

Ανάλογα με τον τρόπο ταλάντωσης των σωματιδίων τα κύματα χωρίζονται σε εγκάρσια και διαμήκη:
εγκάρσιο διάμηκες κύμα
Εγκάρσιο κύμαΔιάμηκες κύμαΕπιφανειακό κύμα

Εγκάρσιο λέγεται το κύμα όπου τα σωματίδια του μέσου ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.

Τα εγκάρσια κύματα διαδίδονται μόνο στα στερεά. Στα κύματα αυτά σχηματίζονται όρη και κοιλάδες:

Διάμηκες λέγεται το κύμα όπου τα σωματίδια του μέσου ταλαντώνονται παράλληλα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.

Τα διαμήκη κύματα διαδίδονται στα στερεά στα υγρά και στα αέρια. Στα κύματα αυτά σχηματίζονται πυκνώματα και αραιώματα:

Διαμήκη κύματα


Επιφανειακό λέγεται το κύμα που σχηματίζεται στην επιφάνεια ενός μέσου (πχ θαλάσσια κύματα, σεισμικά κύματα). Τα σωματίδια εκτελούν κυκλικές κινήσεις, επομένως αποτελούν ένα συνδυασμό εγκάρσιων και διαμήκων κυμάτων.
επιφανειακό κύμα

5.2 Μία πηγή που ταλαντώνεται μεταφέρει ενέργεια χωρίς να μεταφέρει ύλη.

5.3 Τα χαρακτηριστικά μεγέθη που περιγράφουν τα κύματα, είναι αυτά των ταλαντώσεων των σωματιδίων του μέσου τους και επιπλέον η ταχύτητα και το μήκος κύματος:

Συχνότητα

Συχνότητα f του κύματος είναι η συχνότητα της ταλάντωσης των σωματιδίων του μέσου.
Μονάδα μέτρησης SI: 1Hz

Περίοδος

Περίοδος T του κύματος είναι η περίοδος της ταλάντωσης των σωματιδίων του μέσου.
Μονάδα μέτρησης SI: 1s

Πλάτος

Πλάτος του κύματος είναι το πλάτος της ταλάντωσης των σωματιδίων του μέσου. Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος τόσο μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια.
Μονάδα μέτρησης SI: 1m

Μήκος κύματος

Στο εγκάρσιο κύμα, μήκος κύματος ονομάζεται η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών ορέων ή κοιλάδων. Στο διάμηκες κύμα, μήκος κύματος ονομάζεται η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών πυκνωμάτων ή αραιωμάτων.
Μονάδα μέτρησης SI: 1m

διάμηκες κύμα εγκάρσιο κύμα

Ταχύτητα

Ταχύτητα διάδοσης του κύματος σε ένα μέσο ονομάζεται το γινόμενο συχνότητας επί το μήκος κύματος. (Θεμελιώδης νόμος της Κυματικής)

υ=λf

Η ταχύτητα
α) δεν εξαρτάται από το πλάτος ταλάντωσης
β) εξαρτάται μόνο από το μέσο διάδοσης.

Μονάδα μέτρησης SI: 1m/s

 

5.4, 5.5 Τον ήχο αξίζει να το μελετήσουμε ξεχωριστά στο ακόλουθο μάθημα:

Επανάληψη

Θεωρία Γ Γυμνασίου: Διαβάστε όλη τη θεωρία του μαθήματος σε περιληπτικά φυλλάδια.

Quiz κεφαλαίου 5: Κάντε το quiz για να ελέγξετε το βαθμό εμπέδωσης της ύλης.

Ασκήσεις βιβλίου:

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *