Παρατηρήσεις στη δηµιουργία του στάσιµου*

Σχετικά έγγραφα
Στάσιµο σε χορδή µε ακλόνητα άκρα

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

2.2. Συµβολή και στάσιµα κύµατα. Οµάδα Γ.

Χρόνος ταλάντωσης των σηµείων που βρίσκονται σε υπερβολές ακυρωτικής συµβολής

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, MSc Φυσικός.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Θέµατα Πανελληνίων Φυσικής Κατ ο Κεφάλαιο (µέχρι και Στάσιµα)

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα.

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων 5ο Σετ Ασκήσεων - εκέµβρης Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητριου, MSc Φυσικός.

Ασκήσεις σε στάσιµα κύµατα

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ -ΑΡΜΟΝΙΚΟ ΚΥΜΑ-ΣΤΑΣΙΜΟ

α. 0cm. β. 10cm. γ. 20cm. δ. 40cm.

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Γ.

3. Εγκάρσιο γραμμικό κύμα που διαδίδεται σε ένα ομογενές ελαστικό μέσον και κατά την

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

ΘΕΜΑ Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. 1 ο ΘΕΜΑ. Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Σάββατο 17 εκέµβρη 2016 Θέµα Α

NTÙÍÉÏÓ ÃÊÏÕÔÓÉÁÓ - ÖÕÓÉÊÏÓ

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2 ΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου. Αρμονικό κύμα Συμβολή Στάσιμα

d = 5 λ / 4 λ = 4 d / 5 λ = 4 0,5 / 5 λ = 0,4 m. H βασική κυματική εξίσωση : υ = λ f υ = 0,4 850 υ = 340 m / s.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ(μέχρι ΗΜ) Διάρκεια 90 min

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Κυριακή 4 Νοέµβρη 2018 Θέµα Α

Σύνολο Σελίδων: πέντε (5) - ιάρκεια Εξέτασης: 60 λεπτά Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ(ΘΕΡΙΝΑ)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΚΥΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΕΠΑΛΛΗΛΙΑ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΟΡΟΣΗΜΟ Σε δύο σημεία Π Σε δύο σημεία Π Δύο πηγές Π 1

α) Η γενική εξίσωση του αρµονικού κύµατος είναι. Συγκρίνοντάς την µε µία από τις δύο εξισώσεις των τρεχόντων κυµάτων, έστω την εξίσωση

Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κύματα

β) Να γράψετε την εξίσωση της απομάκρυνσης του (Σ) σε συνάρτηση με το χρόνο, αφού συμβάλλουν σε αυτό τα κύματα.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ : ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ :.

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Κρούσεις-Ταλαντώσεις-Κύματα

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Σύνολο Σελίδων: επτά (7) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Β Εκδοση

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Α ΦΑΣΗ

ιδακτική Ενότητα: Μηχανικά Κύµατα - Επαλληλία Ασκήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

α) Πως ερµηνεύεται η φράση: «µε γωνιακές συχνότητες που διαφέρουν πολύ λίγο»; γ) Να βρεθούν η γωνιακή συχνότητα ω, η συχνότητα f και η περίοδος Τ των

1. Κατά μήκος μιας χορδής μεγάλου μήκους, η οποία ταυτίζεται με τον άξονα x Ox, διαδίδονται ταυτόχρονα

2.6 Κύματα που παράγονται από δύο σύγχρονες. 2.7 Κύματα που παράγονται από δύο σύγχρονες. 2.8 Κύματα παράγονται από δύο σύγχρονες

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/02/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/12/2016 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. [Απ.: [Απ.: 3. [Απ.: [Απ.:

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

4ο ιαγώνισµα - Κύµατα. Θέµα 1ο

φ(rad) t (s) α. 4 m β. 5 m α. 2 m β. 1 m

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΚΥΜΑΤΑ (ΤΡΕΧΟΝΤΑ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

2.1. Τρέχοντα Κύματα.

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις - Β έκδοση Θέµα Α

Θέµα Β. µάζας m = M και ασκήσουµε την ίδια οριζόντια δύναµη F, όπως ϕαίνεται στο σχήµα (2) ο δίσκος αποκτά γωνιακή επιτάχυνση µέτρου α γων(2).

Γ ΤΑΞΗ. 4 ο ΓΕ.Λ. ΡΑΜΑΣ "ΕΞΟΜΟΙΩΤΗΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ 1 ο & 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ" ΘΕΜΑ 1ο. γ. λ 1 =λ 2 /2 δ. λ 1 = λ 2 /4 Μονάδες 5. γ. λ=2l/3 δ.

δ) µειώνεται το µήκος κύµατός της (Μονάδες 5)

1. Η συχνότητα αρμονικού κύματος είναι f = 0,5 Hz ενώ η ταχύτητα διάδοσης του υ = 2 m / s.

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΤΕΛΟΣ 1ης ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2017 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

2ο Πρόχειρο Τεστ Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Συµβολή Αρµονικών Κυµάτων. Σύνολο Σελίδων: πέντε (5) - ιάρκεια Εξέτασης: 90 λεπτά Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο:

ΣΕΙΡΑ: 3 Κύματα: αρμονικό έως στάσιμο, Στερεό: κινηματική έως διατήρηση στροφορμής

Τρέχοντα κύματα. Ερωτήσεις με δικαιολόγηση.

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

t T Η απόσταση των δύο σπειρών τη χρονική στιγμή t είναι ίση με:

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

3 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΘΕΜΑΤΑ

0,6 m. Οι πηγές ξεκινούν να ταλαντώνονται τη χρονική στιγμή t 0 με θετική

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2017 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

Κύµα µε αρχική φάση. αυτή είναι και η µόνη περίπτωση που περιγράφει το σχολικό βιβλίο και συνεπώς η πλειοψηφία των περιπτώσεων που µελετάµε. max.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 10 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ - Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

5ο ιαγώνισµα - Ταλαντώσεις / Κύµατα. Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 05 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) U β A

Επειδή ο παρατηρητής άργησε ή βιάστηκε να µηδενίσει το χρονόµετρο

Μια ιδιόµορφη ταλάντωση µε εξίσωση αποµάκρυνσης που προκύπτει. από την επαλληλία των εξισώσεων κίνησης δύο αρµονικών

Κύματα Εξισώσεις Μεθοδολογία

Για τις παρακάτω ερωτήσεις 2-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ιαγώνισµα στη Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

4ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 21 εκέµβρη ο Κεφάλαιο - Κύµατα

1. Το σημείο Ο αρχίζει τη χρονική στιγμή να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση,

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. ψ =0,5 ημ 2π 8t 10 x, u=8 πσυν 2π 8t 5

Το στάσιμο κύμα είναι ειδική περίπτωση συμβολής

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Κύματα - Doppler. Σάββατο 8 Δεκεμβρίου Θέμα 1ο

διαδίδονται δύο αρμονικά εγκάρσια κύματα πλάτους Α 1 , αντίστοιχα. Αν ισχύει ότι Α 2 1 = α 8 max,1 ii. max,2 ) β. λ 2 (υ 1 /υ 2 > 0, v B > 0, v Γ

Transcript:

Παρατηρήσεις στη δηµιουργία του στάσιµου* Κατά µήκος γραµµικού ελαστικού µέσου το οποίο ταυτίζεται µε τον άξονα χ χ, διαδίδονται κατά αντίθετη φορά, δύο εγκάρσια αρµονικά κύµατα, ίδιου πλάτους και ίδιας συχνότητας, τα οποία υποχρεώνουν τα σηµεία του µέσου να ξεκινήσουν την ταλάντωσή τους, κινούµενα προς τα πάνω (θετική φορά του άξονα των εγκάρσιων αποµακρύνσεων). Η εξίσωση που θα χρησιµοποιήσουµε για να περιγράψουµε τα κύµατα εξαρτάται από το σηµείο αναφοράς που θα λάβουµε. Ορίζουµε ως σηµείο αναφοράς,το σηµείο του µέσου στο οποίο φθάνει το κύµα τη χρονική στιγµή που θεωρούµε ως αρχή µέτρησης του χρόνου t=0. Το σηµείο αυτό θα αρχίσει να εκτελεί αρµονική ταλάντωση από τη θέση ισορροπίας του (y=0), προς τα πάνω (θετική φορά του άξονα των εγκάρσιων αποµακρύνσεων). Κάποια στιγµή τα κύµατα θα συναντηθούν και θα αρχίσουν να συµβάλουν. Το αποτέλεσµα της συµβολής θα είναι η δηµιουργία στάσιµου «κύµατος»..... * Όπως υποχρεωνόµαστε να το διδάξουµε από το σχολικό βιβλίο. Οι παρακάτω παρατηρήσεις αποτελούν µια προσπάθεια καλύτερης διδακτικής προσέγγισης σε κάτι που δε µπορείς να αποφύγεις. Σε καµία περίπτωση δεν αποτελούν προσωπικές θέσεις, πολύ δε περισσότερο δεν είναι πρόταση για δηµιουργία ασκήσεων. 1

Η εξίσωση που θα χρησιµοποιήσουµε για να περιγράψει το στάσιµο, εξαρτάται από τις εξισώσεις που θα χρησιµοποιήσουµε για να περιγράψουµε τα τρέχοντα κύµατα, συνεπώς από την επιλογή του σηµείου αναφοράς. Α) Μια καλή ιδέα είναι, να θεωρήσουµε ως σηµείο αναφοράς το σηµείο στο οποίο θα συναντηθούν τα κύµατα. Θεωρούµε λοιπόν ως χ=0, το σηµείο συνάντησης των κυµάτων και ως αρχή µέτρησης του χρόνου t=0, τη στιγµή που το σηµείο στη θέση χ=0, αρχίζει να ταλαντώνεται εξαιτίας και των δύο κυµάτων, από τη θέση y=0, προς τα πάνω (v>0). Η εξίσωση ταλάντωσης του σηµείου στη θέση χ=0 εξαιτίας του κύµατος που διαδίδεται προς τα δεξιά, είναι y 1 =Aηµωt, ενώ αντίστοιχα εξαιτίας του κύµατος που διαδίδεται προς τα αριστερά, είναι y =Aηµωt. Σύµφωνα µε την αρχή της επαλληλίας, η κίνηση του σηµείου στη θέση χ=0, περιγράφεται από την εξίσωση: y=y 1 +y =Aηµωt. Η πιο πάνω επιλογή του σηµείου αναφοράς, εξασφαλίζει ότι η εξίσωση ταλάντωσης του σηµείου στη θέση χ εξαιτίας του κύµατος που διαδίδεται προς τα δεξιά, είναι: y 1 =Aηµ(t/T-/λ) ενώ αντίστοιχα εξαιτίας του κύµατος που διαδίδεται προς τα αριστερά, είναι: y =Aηµ(t/T+/λ). Σύµφωνα µε την αρχή της επαλληλίας, η κίνηση του σηµείου στη θέση χ, µετά τη συµβολή των δύο κυµάτων στο σηµείο αυτό, περιγράφεται από την εξίσωση:

y=y 1 +y = Aηµ(t/T-/λ)+ Aηµ(t/T+/λ) Μετά τις γνωστές πράξεις καταλήγουµε στη σχέση: y= Aσυν ηµ t (1) όπου λ T t υ Η σχέση αυτή δηλώνει ότι το σηµείο του µέσου στη θέση χ εκτελεί αρµονική ταλάντωση ίδιας συχνότητας µε τη συχνότητα των κυµάτων που συµβάλουν και πλάτους : A' = Aσυν () λ Η πιο πάνω θεώρηση, όπου θεωρούµε ως χ=0, το σηµείο συνάντησης των κυµάτων και ως αρχή µέτρησης του χρόνου t=0, τη στιγµή που το σηµείο στη θέση χ=0, αρχίζει να ταλαντώνεται εξαιτίας και των δύο κυµάτων από τη θέση y=0 προς τα πάνω (v>0), προϋποθέτει ότι µαζί µε τη σχέση (1) που εκφράζει την αποµάκρυνση του σηµείου στη θέση χ σε συνάρτηση µε το χρόνο, πρέπει να γράφουµε και πεδίο ορισµού για το χρόνο, αφού η συνάρτηση ισχύει µόνο εφόσον έχει γίνει συµβολή των κυµάτων στο σηµείο που εξετάζουµε. Η θεώρηση αυτή δέχεται ότι το στάσιµο σχηµατίζεται σταδιακά και εφόσον τα κύµατα συµβάλουν στη θέση χ=0 τη στιγµή t=0 µπορούµε να ξέρουµε σε ποιο τµήµα του µέσου έχει σχηµατισθεί στάσιµο µια ορισµένη χρονική στιγµή. Έξω από το ευθύγραµµο τµήµα που ορίζεται, από την περιοχή της συµβολής, τα σηµεία του µέσου ταλαντώνονται εξαιτίας µόνο του κύµατος που έχει φθάσει σε αυτά. Π.χ: τη χρονική στιγµή t 1 = 1,5T η επαλληλία των αποµακρύνσεων των σηµείων της χορδής µεταξύ των Κ, Γ έχει ως αποτέλεσµα η µορφή της χορδής µεταξύ των σηµείων Κ και Γ να είναι ευθεία γραµµή. Το σηµείο Γ είναι το σηµείο της χορδής µέχρι το οποίο έχει φθάσει το κύµα y 1 που διαδίδεται προς τα δεξιά, δηλαδή το 3

σηµείο στη θέση χ Γ =1,5λ, ενώ Κ είναι το σηµείο της χορδής µέχρι το οποίο έχει φθάσει το κύµα y που διαδίδεται προς τα αριστερά, δηλαδή το σηµείο στη θέση χ Κ =- 1,5λ. Στο τµήµα (ΚΓ)=3λ, από τη συµβολή των δύο κυµάτων έχει δηµιουργηθεί στάσιµο. Τη χρονική αυτή στιγµή, η επαλληλία των αποµακρύνσεων στα σηµεία µεταξύ των Κ και Γ, έχει ως αποτέλεσµα η χορδή να είναι ευθεία γραµµή, αφού όλα τα σηµεία διέρχονται τη στιγµή αυτή από τη θέση ισορροπίας τους. Tο σηµείο Γ στο οποίο έχει σχηµατισθεί κοιλία, διέρχεται από τη θέση ισορροπίας του µε ταχύτητα υ ma =ωα, αφού το σηµείο αυτό κινείται εξαιτίας και των δύο κυµάτων προς τα πάνω µε υ=ωα. Το ίδιο συµβαίνει στα Μ, Π, Κ. Αντίστοιχα τα Η, Ο, Λ όπου επίσης σχηµατίζεται κοιλία, διέρχονται από τη θέση ισορροπίας του µε ταχύτητα υ ma =-ωα αφού τα σηµεία αυτά κινούνται εξαιτίας και των δύο κυµάτων προς τα κάτω µε υ=-ωα. Αντίστοιχα στα Ζ,Θ,Ρ,Σ,Ν,Ι όπου σχηµατίζεται δεσµός, από την επαλληλία των αντίθετων αποµακρύνσεων ±Α προκύπτει µηδενική αποµάκρυνση. Τα σηµεία στις θέσεις χ 1,5λ ταλαντώνονται εξαιτίας µόνο του κύµατος y που διαδίδεται προς τα αριστερά, ενώ τα σηµεία στις θέσεις χ -1,5λ ταλαντώνονται εξαιτίας µόνο του κύµατος y 1 που διαδίδεται προς τα δεξιά. Β) Μια δεύτερη εκδοχή είναι να θεωρούµε ως t=0, τη στιγµή που έχει ολοκληρωθεί ο σχηµατισµός του στάσιµου σε ορισµένη περιοχή του µέσου. 4

Τότε όµως θα πρέπει όταν δίνεται η εξίσωση του στάσιµου: y= Aσυν ηµ t (1) λ T να δίνεται και πεδίο ορισµού για τη µεταβλητή θέσης χ, αφού δε µπορούµε να γνωρίζουµε σε ποιο τµήµα του µέσου, έχει δηµιουργηθεί το στάσιµο. Στην περίπτωση αυτή ως σηµείο χ=0, θεωρούµε κάποιο σηµείο του µέσου το οποίο τη στιγµή t=0 αρχίζει να ταλαντώνεται εξαιτίας και των δύο κυµάτων, από τη θέση y=0, προς τα πάνω (v>0), εξασφαλίζοντας ότι στο σηµείο αυτό δηµιουργείται κοιλία του στάσιµου. Τι µας δείχνει το σχήµα του σχολικού Η προσέγγιση του σχολικού, µέσω του σχήµατος.14, στη σελίδα 5: δηµιουργεί ασάφειες λόγω της επιλογής της θέσης χ=0. Προφανώς αναφέρεται σε χρονική στιγµή, πριν τη δηµιουργία του στάσιµου, αφού τα κύµατα δεν έχουν αρχίσει να συµβάλουν. Τότε όµως η συνάντηση των κυµάτων θα πραγµατοποιηθεί µια µεταγενέστερη χρονική στιγµή σε θέση χ 0. Δε µπορούµε 5

λοιπόν να ξέρουµε, µε ποιο τρόπο θα συµβάλουν τα κύµατα στη θέση χ=0, όπως αυτή προσδιορίζεται στην αρχική εικόνα. Αν η συµβολή στη θέση αυτή, δεν οδηγεί σε σχηµατισµό κοιλίας, τότε η εξίσωση του στάσιµου δε µπορεί να δίνεται από τη σχέση: y= Aσυν ηµ t λ T Στιγµιότυπα στάσιµου Έστω λοιπόν ότι από τη συµβολή δύο κυµάτων ίδιου πλάτους και ίδιας συχνότητας, τα οποία διαδίδονται στο ίδιο µέσο κατά αντίθετη φορά και τα οποία υποχρεώνουν τα σηµεία του µέσου να ξεκινήσουν την ταλάντωσή τους κινούµενα προς τα πάνω, σχηµατίζεται στάσιµο «κύµα», το οποίο περιγράφεται από την εξίσωση: y= Aσυν ηµ t (1) t 0 λ T Για ορισµένο σηµείο του µέσου στη θέση χ, το πλάτος της αρµονικής ταλάντωσης εξαρτάται αποκλειστικά από τη θέση χ: A' = Aσυν () όπου 0 A' A λ Οι κοιλίες του στάσιµου βρίσκονται στις θέσεις: A' = A Aσυν = A συν = 1 συν =± 1 = συν ( κπ ) λ λ λ λ = κπ = κ, κ Ζ λ Οι δεσµοί του στάσιµου βρίσκονται στις θέσεις: 6

π A' = 0 Aσυν = 0 συν = 0 = συν (κ + 1) λ λ π λ = (κ + 1) = (κ + 1), κ Ζ λ 4 Τις χρονικές στιγµές όπου: π π T ηµ ( ωt) = 1 = ηµ ( κπ + ) t= κπ + t= κt+, κ Ζ T 4 + ισχύει: y= Aσυν, δηλαδή όλα τα σηµεία του µέσου φθάνουν ταυτόχρονα σε λ ακρότατη θέση της ταλάντωσης που εκτελούν. Για τα σηµεία όπου: λ συν = 1 = συν ( κπ ) = κπ = ( κ), κ Ζ, ισχύει: y= A λ λ Για τα σηµεία όπου: λ συν = 1 = συν (κ + 1) π = (κ + 1) π = (κ + 1), κ Ζ, ισχύει: λ λ y= A Με βάση τα παραπάνω, σχεδιάζουµε το στιγµιότυπο του στάσιµου, µια χρονική στιγµή t=κt+t/4, στην περιοχή του µέσου όπου: -λ χ λ: 7

y Α -λ -3λ/4 -λ/ λ/ -λ/4 (0,0) λ/4 3λ/4 λ -Α Τις χρονικές στιγµές όπου: 3π 3π 3T ηµ ( ωt) = 1 = ηµ ( κπ + ) t= κπ + t= κt+, κ Ζ T 4 + ισχύει: y= Aσυν, δηλαδή όλα τα σηµεία του µέσου φθάνουν ταυτόχρονα σε λ ακρότατη θέση της ταλάντωσης που εκτελούν. Για τα σηµεία όπου: λ συν = 1 = συν ( κπ ) = κπ = ( κ), κ Ζ, ισχύει: y= A λ λ Για τα σηµεία όπου: λ συν = 1 = συν (κ + 1) π = (κ + 1) π = (κ + 1), κ Ζ, ισχύει: λ λ y= A 8

Με βάση τα παραπάνω, σχεδιάζουµε το στιγµιότυπο του στάσιµου, µια χρονική στιγµή t=κt+3t/4, στην περιοχή του µέσου όπου: -λ χ λ: Τις χρονικές στιγµές όπου: T ηµ ( ωt) = 0 = ηµ ( κπ ) t= κπ t= κ, κ Ζ T + ισχύει: y=0, δηλαδή όλα τα σηµεία του µέσου διέρχονται ταυτόχρονα από τη θέση ισορροπίας τους. Σχόλιο (όχι για µαθητές) Κατά τη δηµιουργία του στάσιµου από τη συµβολή των κυµάτων που διαδίδονται κατά αντίθετη φορά, υπάρχουν σηµεία που είναι σχεδόν δεσµοί αφού το πλάτος ταλάντωσης είναι πολύ µικρό. Τα σηµεία αυτά δεν είναι δυνατό να είναι πραγµατικοί δεσµοί, γιατί κατά µήκος της χορδής πρέπει να µεταφέρεται ενέργεια από την πηγή παραγωγής των κυµάτων, αφού πάντα έχουµε αποσβέσεις οπότε πρέπει να αναπληρώνονται οι απώλειες ενέργειας ώστε να έχουµε ταλάντωση σταθερού πλάτους. Θοδωρής Παπασγουρίδης papasgou@gmail.com 9

10