Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

Σχετικά έγγραφα
Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 15 ΚίνησηΚυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 1 η : Μηχανικά Κύματα Θεωρία Γ Λυκείου

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΤΑ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΚΥΜΑΤΑ

Είδη κυµάτων. Ηλεκτροµαγνητικά κύµατα. Σε κάποιο φυσικό µέσο προκαλείται µια διαταραχή. Το κύµα είναι η διάδοση της διαταραχής µέσα στο µέσο.

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

Φυσική για Μηχανικούς

Physics by Chris Simopoulos

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ(μέχρι ΗΜ) Διάρκεια 90 min

ΘΕΜΑ Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

Ηλεκτρομαγνητικά Διαδίδονται στο κενό

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΚΥΜΑΤΑ ( )

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

Επειδή η χορδή ταλαντώνεται µε την θεµελιώδη συχνότητα θα ισχύει. Όπου L είναι το µήκος της χορδής. Εποµένως, =2 0,635 m 245 Hz =311 m/s

Φυσική για Μηχανικούς

ΞΗΡΟΔΗΜΑΣ ΠΕΤΡΟΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΩΝ

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 03 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ΟΡΟΣΗΜΟ ΓΛΥΦΑΔΑΣ. 5.4 Η ταχύτητα υ διάδοσης του κύματος, η περίοδός του Τ και το μήκος κύματος λ, συνδέονται με τη σχέση:

2-1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2-2 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Κύματα. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής

Φυσική για Μηχανικούς

3 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΘΕΜΑΤΑ

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

Κύμα ονομάζουμε τη διάδοση μιας διαταραχής από σημείο σε σημείο του χώρου με ορισμένη ταχύτητα.

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.

Φυσική για Μηχανικούς

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

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

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

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ 10 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Γ ΘΕΜΑΤΑ:

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο και 5 ο

Φυσική για Μηχανικούς

ΔΙΑΔΟΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ. υ=, υ=λ.f, υ= tτ

Τεστ Αρμονικό κύμα Φάση κύματος

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

ΚΥΜΑΤΑ 1. Νίκος Κανδεράκης

Μονάδες Ταλαντωτής εκτελεί ταυτόχρονα δύο αρμονικές ταλαντώσεις που έχουν ίσες συχνότητες, πλάτη Α1 = 1 m και A2

Γκύζη 14-Αθήνα Τηλ :

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΘΕΜΑ 1 Ο

1. [Απ.: [Απ.: 3. [Απ.: [Απ.:

γ. είναι η απόσταση που διανύει το κύμα σε χρόνο T, όπου Τ η περίοδος του κύματος.

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

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

Διαγώνισμα 1 Α στα Μηχανικά κύματα

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

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

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

4. Εισαγωγή στην Κυματική

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 2 η : Συμβολή κυμάτων Θεωρία Γ Λυκείου

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

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

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ (Εισαγωγή)

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. 1 ο ΘΕΜΑ. Φυσική Γ' Θετικής και Τεχνολογικής Κατ/σης. Θέματα Εξετάσεων. Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση

2.1. Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Γ.

Φυσική για Μηχανικούς

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Γ.

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ Λ ΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 27/11/2016. Θέμα A Στις ερωτήσεις Α1-Α4 επιλέξτε την σωστή απάντηση

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

ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΙΔΗ ΑΥΤΩΝ

Πυθαγόρειο θεώρημα στο τρίγωνο ΣΠ 1 Π 2 : r 1 ² = Π 1 Π 2 ² + r 2 ²

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΩΡΙΑ ο ΜΑΘΗΜΑ

Θέµατα Πανελληνίων Φυσικής Κατ ο Κεφάλαιο (µέχρι και Στάσιµα)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/11/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

A4. Η δύναμη επαναφοράς που ασκείται σε ένα σώμα μάζας m που εκτελεί

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Κεφάλαιο 14 Ταλαντώσεις. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΦΥΣ Διαλ.33 1 KYMATA

r r r r r r r r r r r

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

α. φ Α < φ Β, u A < 0 και u Β < 0. β. φ Α > φ Β, u A > 0 και u Β > 0. γ. φ Α < φ Β, u A > 0 και u Β < 0. δ. φ Α > φ Β, u A < 0 και u Β > 0.

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ(ΘΕΡΙΝΑ)

EΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΓΡΑΠΤΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ 2009

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/11/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

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

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

Σεισμολογία. Μάθημα 4: Ταλαντώσεις Κύματα

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Ταλαντώσεις/Κύµατα/Doppler

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ

Διαγώνισμα Φυσικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

Φυσική για Μηχανικούς

Transcript:

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

Χαρακτηριστικά Διάδοσης Κύματος Όλα τα κύματα μεταφέρουν ενέργεια. Ένα κύμα ξεκινάει με την ταλάντωση της άκρης μιας χορδής και διαδίδεται εξ αιτίας των δυνάμεων συνοχής του υλικού της χορδής Συνεχή κύματα (Continuous waves, CW) δημιουργούνται όταν έχουμε συνεχή ταλάντωση της άκρης. Εάν η ταλάντωση είναι αρμονική τότε η μορφή του κύματος είναι ημιτονοειδής ΦΥΣ102 2

Χαρακτηριστικά Διάδοσης Κύματος Χαρακτηριστικά Κυμάτων: Πλάτος, A Μήκος κύματος, λ Συχνότητα, f και Περίοδος, T Ταχύτητα κύματος, ΦΥΣ102 3

Τύποι κυμάτων: Διαμήκη και Εγκάρσια Εγκάρσια: Η κίνηση των σωματιδίων είναι κάθετη στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος Διαμήκη: Η κίνηση των σωματιδίων είναι κατά-μήκος στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. ΦΥΣ102 4

Τύποι κυμάτων: Διαμήκη και Εγκάρσια Τα ηχητικά κύματα είναι διαμήκη: ΦΥΣ102 5

Τύποι κυμάτων: Διαμήκη και Εγκάρσια Η ταχύτητα ενός εγκάρσιου κύματος είναι : Παρατηρούμε ότι όταν η τάση της χορδής μεγαλώνει η ταχύτητα αυξάνεται. F T : τάση μ : μάζα/μήκος Όσο μικρότερη είναι μάζα της χορδής τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα. ΦΥΣ102 6

Τύποι κυμάτων: Διαμήκη και Εγκάρσια Η ταχύτητα των διαμήκη κυμάτων εξαρτάται από τη δύναμη επαναφοράς του υλικού και την πυκνότητά του «ρ». ή ΦΥΣ102 7

Τύποι κυμάτων: Διαμήκη και Εγκάρσια Οι σεισμοί παράγουν εγκάρσια και διαμήκη κύματα. Και τα δύο διαδίδονται μέσα από στερεά υλικά αλλά μόνο ΔΙΑΜΗΚΗ μπορούν να διαδοθούν μέσα από «υγρά», διότι τα υγρά δεν έχουν δυνάμεις επιστροφής κάθετες στη διεύθυνση διάδοσης. Επιφανειακά κύματα είναι κύματα που διαδίδονται κατά μήκος της διαχωριστικής επιφάνειας δύο μέσων (π,χ, αέρα και νερού). ΦΥΣ102 8

Μεταφορά Ενέργειας με Κύματα Η Ενέργεια που μεταφέρεται από ένα κύμα είναι: Εάν υποθέσουμε ότι το μέσο είναι ομογενές και έχει πυκνότητα ρ τότε: Η Ένταση (Ισχύς/επιφάνεια) ενός κύματος είναι συνεπώς ανάλογη των τετραγώνων του πλάτους και της συχνότητας. ΦΥΣ102 9

Μεταφορά Ενέργειας με Κύματα Όταν το κύμα διαδίδεται σε 3-διαστάσεις και όταν το μέσο είναι ομογενές, το κύμα ονομάζεται σφαιρικό. Για σφαιρικά κύματα για λόγους γεωμετρίας ισχύει: ΦΥΣ102 10

Μαθηματική Εξίσωση Κυματικής Εάν ένα κύμα περιγράφεται από την εξίσωση: ΦΥΣ102 11

Μαθηματική Εξίσωση Κυματικής Μετά από χρόνο t, το κύμα έχει διανύσει απόσταση vt, και συνεπώς: ή: όπου, ΦΥΣ102 12

Η εξίσωση του Κύματος Θεωρούμε τμήμα χορδής που βρίσκεται υπό τάση. Από τον 2 ο νόμο του Νεύτωνα γράφουμε: ΦΥΣ102 13

Η εξίσωση του Κύματος Υποθέτοντας μικρές γωνίες και στο όριο Δx 0, βρίσκουμε (με κάμποση αριθμητική) ότι: Αυτή είναι και η εξίσωση του μονοδιάστατου κύματος. Είναι μια γραμμική διαφορική εξίσωση δευτέρου βαθμού μερικών παραγώγων ως προς τον χρόνο και τη μετατόπιση. Οι λύσεις είναι ημιτονοειδείς συναρτήσεις. ΦΥΣ102 14

Κανόνας Υπέρθεσης Υπέρθεση: Η μετατόπιση σε οποιοδήποτε σημείο προκύπτει από το διανυσματικό άθροισμα όλων των κυμάτων που διέρχονται από το συγκεκριμένο σημείο σε κάθε χρονική στιγμή. Θεώρημα Fourier: Κάθε σύνθετο περιοδικό κύμα μπορεί να γραφτεί ως το άθροισμα ημιτονοειδών κυμάτων (συναρτήσεων) διαφόρων συχνοτήτων ΦΥΣ102 πλατών και φάσεων. 15

Ο Κανόνας Υπέρθεσης Σε t = 0, τρία κύματα D 1 = A cos kx, D 2 = - 1 / 3 A cos 3kx, και D 3 = 1 / 5 A cos 5kx, όπου A = 1.0 m και k = 10 m -1. Κάντε γραφική παράσταση των τριών κυμάτων από x = -0.4 m μέχρι +0.4 m. (Τα τρία αυτά κύματα είναι οι τρεις πρώτοι όροι της ανάπτυξης Fourier για ένα «τετράγωνο κύμα. ) 16 ΦΥΣ102

Ασκήσεις 1. Ένα καλώδιο χαλκού, μήκους 80.0-m και διαμέτρου, 2.10-mm τεντώνεται μεταξύ δύο πόλων. Ένα πουλί κάθεται στο μέσο του καλωδίου «στέλνοντας» παλμούς κυμάτων προς του δύο πόλους. Οι παλμοί αυτοί ανακλώνται από τους πόλους και φθάνουν ξανά στο πουλί σε 0.750 s. Βρείτε την τάση του καλωδίου. 2. Η ένταση ενός σεισμικού κύματος P 100 km από την εστία είναι 1.0 x 10 6 W/m 2. Πόση θα είναι η έντασή του 400 km από την εστία; 3. Το αριστερό άκρο μιας χορδής ταλαντεύεται αρμονικά με συχνότητα f = 250 Hz και πλάτος 2.6 cm. Η τάση της χορδής είναι 140 N και έχει γραμμική πυκνότητα μ = 0.12 kg/m. Σε t = 0, το ένα άκρο της χορδής έχει κατακόρυφη μετατόπιση 1.6 cm και πέφτει. Βρείτε (a) το μήκος κύματος που παράγεται και (b) την εξίσωση του κύματος. ΦΥΣ102 17