Hej Ósmoklasisto! Czas zmierzyć się z drganiami i falami. Sprawdzian tuż tuż, a my pomożemy Ci to ogarnąć!
Co to są drgania? Wyobraź sobie...
Wyobraź sobie huśtawkę. Jak się rusza?
Do przodu, do tyłu, do przodu, do tyłu. To jest drganie!
Tak jak Twoja huśtawka, drgania to powtarzający się ruch wokół punktu równowagi. Pomyśl o strunie w gitarze. Brzmi, bo drga!
Punkt równowagi to jakby środek, gdzie huśtawka jest nieruchoma.
Amplituda – jak mocno drga?
Wyobraź sobie, że mocniej popychasz huśtawkę. Jak wysoko leci?
Im wyżej, tym większa amplituda. Amplituda to maksymalne wychylenie z punktu równowagi.
Głośny dźwięk ma dużą amplitudę drgań. Cichy dźwięk – małą.
Okres i Częstotliwość – jak szybko drga?
Wyobraź sobie, że mierzysz czas jednego pełnego cyklu huśtawki.
To jest okres drgań. Czas potrzebny na jedno pełne drgnięcie.
A teraz, pomyśl ile razy huśtawka wykona pełny cykl w ciągu sekundy?
To jest częstotliwość. Liczba drgań na sekundę. Mierzymy ją w Hercach (Hz).
Szybko drgająca struna daje wysoki dźwięk (wysoka częstotliwość). Wolno drgająca struna daje niski dźwięk (niska częstotliwość).
Fale – energia w ruchu!
Fale to przenoszenie energii bez przenoszenia materii. Wyobraź sobie falę na oceanie.
Woda unosi się i opada, ale nie płynie w kierunku brzegu (przynajmniej nie cała!). To energia fali dociera do brzegu.
Rodzaje fal: Poprzeczne i Podłużne
Fale poprzeczne drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Wyobraź sobie, że trzymasz linę i ruszasz nią w górę i w dół. Fala biegnie poziomo, a lina drga pionowo.
Przykład: światło to fala poprzeczna!
Fale podłużne drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali. Wyobraź sobie sprężynę. Ściśnij i puść jeden koniec. Fala biegnie wzdłuż sprężyny, a sprężyna ściska się i rozpręża w tym samym kierunku.
Przykład: dźwięk to fala podłużna!
Długość fali – od grzbietu do grzbietu
Wyobraź sobie dwie następujące po sobie fale na wodzie. Odległość między ich grzbietami (najwyższymi punktami) to długość fali.
Im krótsza długość fali, tym wyższa częstotliwość (i na odwrót).
Kolor niebieski ma krótszą długość fali niż kolor czerwony.
Prędkość fali – jak szybko się porusza?
Prędkość fali zależy od ośrodka, w którym się rozchodzi.
Dźwięk szybciej rozchodzi się w ciałach stałych niż w powietrzu. Światło najszybciej rozchodzi się w próżni.
Wzór: prędkość fali = długość fali * częstotliwość
Zjawiska Falowe – co się dzieje, gdy fala napotka przeszkodę?
Odbicie. Wyobraź sobie, że rzucasz piłką w ścianę. Piłka odbija się. Tak samo robi fala. Dźwięk odbija się od ściany i słyszymy echo.
Załamanie. Wyobraź sobie, że patrzysz na słomkę w szklance z wodą. Słomka wydaje się być złamana. Światło załamuje się przechodząc z powietrza do wody.
Ugięcie (Dyfrakcja). Wyobraź sobie, że mówisz coś za rogiem. Słychać Cię, mimo że Cię nie widać. Fala dźwiękowa ulega ugięciu na krawędzi rogu.
Interferencja. Dwie fale mogą się spotkać i wzmocnić (interferencja konstruktywna) lub osłabić (interferencja destruktywna). Pomyśl o dwóch osobach, które mówią jednocześnie. Czasami słyszymy głośniej, czasami ciszej, bo fale dźwiękowe nakładają się na siebie.
Dźwięk – fala, którą słyszymy
Dźwięk to fala podłużna. Powstaje przez drgania źródła dźwięku, np. struny gitary czy membrany głośnika.
Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości. Głośność dźwięku zależy od amplitudy.
Dźwięk nie rozchodzi się w próżni. Potrzebuje ośrodka, np. powietrza, wody lub ciała stałego.
Światło – fala, którą widzimy
Światło to fala elektromagnetyczna, czyli poprzeczna. Ma bardzo dużą prędkość.
Światło widzialne to tylko mały fragment całego spektrum fal elektromagnetycznych. Obejmuje fale o długościach od około 400 nm (fiolet) do 700 nm (czerwony).
Światło rozchodzi się w próżni.
Mam nadzieję, że teraz lepiej rozumiesz drgania i fale! Powodzenia na sprawdzianie!
