(η συντριπτική πλειοψηφία των κυμάτων που μελετάμε), είτε θα κινηθεί προς τα κάτω με -υ max.



Σχετικά έγγραφα
1. Εγκάρσιο αρμονικό κύμα μήκους κύματος 0,2 m διαδίδεται σε γραμμικό ελαστικό μέσο το οποίο ταυτίζεται

2.1. Τρέχοντα Κύματα.

Εξίσωση γραμμικού αρμονικού κύματος

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Ε.

1. [Απ.: [Απ.: 3. [Απ.: [Απ.:

Κύματα και φάσεις. Όταν αναφερόμαστε σε μια απλή αρμονική ταλάντωση, που η απομάκρυνση δίνεται από την εξίσωση x=aημ(ωt+φ 0

Τρέχοντα κύματα. Ερωτήσεις με δικαιολόγηση.

1. Εγκάρσιο αρμονικό κύμα διαδίδεται σε γραμμικό ελαστικό μέσο προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2o : ΚΥΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗ

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

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

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Γ.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Εγκάρσιο αρµονικό κύµα µε. «κρυµµένη» αρχική φάση

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

Ασκήσεις στα κύματα. α) Να βρεθούν οι εξισώσεις των δύο κυμάτων που δημιουργούνται.

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

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

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

2.1. Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Γ.

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

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

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

Τεστ Αρμονικό κύμα Φάση κύματος

1. Πηγή αρμονικών κυμάτων συχνότητας 5 Hz εξαναγκάζει το άκρο Ο ενός γραμμικού ελαστικού μέσου, το

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

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

Γιαννακόπουλος Θανάσης <ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΑΛΗΣ> ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. ( εξετάζοντας έννοιες στα τρέχοντα κύματα)

2.2. Συµβολή και στάσιµα κύµατα. Οµάδα Γ.

ΟΡΟΣΗΜΟ. 1ο Κριτήριο αξιολόγησης στα κεφ Θέμα 1. Κριτήρια αξιολόγησης Ταλαντώσεις - Κύματα.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

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

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

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

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΤΟ ΑΡΜΟΝΙΚΟ ΚΥΜΑ 1. προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα εγκάρσιο αρμονικό κύμα μήκους

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

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου. Αρμονικό κύμα Συμβολή Στάσιμα

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. Δύο σύγχρονες πηγές αρμονικών κυμάτων βρίσκονται σε δύο σημεία της επιφάνειας ενός υγρού δημιουργώντας

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

ΘΕΜΑ Β Β.1 Ένα σύστημα ξεκινά φθίνουσες ταλαντώσεις με αρχική ενέργεια 100J και αρχικό πλάτος A o. Το έργο της δύναμης αντίστασης μετά από N ταλαντώσε

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

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

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. x = Aημ ( ωt + φ) Α= Aημφ ημφ = ημφ = ημ. φ = 2κπ + π + φ = rad

1. Πηγή αρμονικών κυμάτων βρίσκεται στο αριστερό άκρο Ο γραμμικού ελαστικού μέσου που ταυτίζεται

ΦΥΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ -ΤΡΕΧΟΝ ΚΥΜΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΚΥΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΕΠΑΛΛΗΛΙΑ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

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

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα.

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

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

EΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

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

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

Κύματα Εξισώσεις Μεθοδολογία

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Γ ΘΕΜΑΤΑ:

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).

Ημερομηνία: Παρασκευή 27 Οκτωβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

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

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

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

ΘΕΜΑ A. α. Α. β. 2Α. γ.. A 2. δ. 0.

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

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 02 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

α. 0cm. β. 10cm. γ. 20cm. δ. 40cm.

b. η ταλάντωση του σώματος παρουσιάζει διακρότημα.

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

Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κύματα

Ημερομηνία: Τετάρτη 27 Δεκεμβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΤΗ ΜΑΘΗΜΑ ΤΑΞΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΝΟΜ/ΜΟ: ΗΜΕΡ/ΝΙΑ ΚΑΘ/ΤΕΣ ΓΙΑΡΕΝΟΠΟΥΛΟΣ Λ. ΚΟΥΣΟΥΛΗΣ Δ.

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

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

1) Κατά μήκος ενός γραμμικού μέσου διαδίδεται ένα αρμονικό κύμα της.δυο σημεία Κ και Λ του ελαστικού μέσου

δ. Ο χρόνος ανάμεσα σε δυο διαδοχικούς μηδενισμούς του πλάτους είναι Τ =

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 (ΚΥΜΑΤΑ) ΚΥΡΙΑΚΗ 27 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ 5

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥMΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/11/2015

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

Επί κυμάτων και παλμών ερωτήσεις 2ου Θέματος- απαντήσεις

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

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης. Προτεινόμενα Θέματα

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

δ) µειώνεται το µήκος κύµατός της (Μονάδες 5)

Εξίσωση - Φάση Αρµονικού Κύµατος 4ο Σετ Ασκήσεων - Χειµώνας Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητριου, MSc Φυσικός.

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β και Γ, τα οποία απέχουν από το ελεύθερο άκρο αντίστοιχα,,

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

Ταλαντώσεις - Κρούσεις - Κύματα

Physics by Chris Simopoulos

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

ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ ΗΜ/ΝΙΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 11/3/2012 ΧΡΟΝΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 10:30-13:30

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.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Η έννοια κύμα, οι μετασχηματισμοί Γαλιλαίου και το φαινόμενο Doppler.

Transcript:

Η βασική αρχή που πρέπει όλοι να κατανοούμε όταν συζητάμε για την αρχική φάση στο κύμα, είναι ότι όλα τα υλικά σημεία του ελαστικού μέσου ηρεμούν στη θέση ισορροπίας τους (y = 0) πριν φτάσει σε αυτά το κύμα και όταν τελικά φτάσει το κύμα σε κάποιο υλικό σημείο, τότε το σημείο αυτό είτε θα κινηθεί προς τα πάνω με +υ max (η συντριπτική πλειοψηφία των κυμάτων που μελετάμε), είτε θα κινηθεί προς τα κάτω με -υ max. Αν τα υλικά σημεία ξεκινούν να κινούνται προς τα πάνω όταν φτάνει σε αυτά το κύμα, τότε το μπροστινό μέρος του στιγμιότυπου θα έχει τη μορφή όρους (σχήμα 1), ενώ όταν τα υλικά σημεία ξεκινούν να κινούνται προς τα κάτω, τότε το μπροστινό μέρος του στιγμιότυπου θα έχει τη μορφή κοιλάδας (σχήμα 2). Με βάση τα παραπάνω δεν είναι δυνατόν ποτέ το στιγμιότυπο ενός κύματος να είναι στιγμιότυπο "κόμπρα" (σχήμα 3), αφού κάθε υλικό σημείο όταν ξεκινά να ταλαντώνεται, ξεκινά από τη θέση ισορροπίας του (y = 0). Τι σημαίνει όμως αρχική φάση για ένα κύμα; Πρέπει να ξεχωρίσουμε την αρχική φάση ενός υλικού σημείου του ελαστικού μέσου από την αρχική φάση του κύματος. Η αρχική φάση του κύματος εμφανίζεται στην εξίσωση του κύματος ως ένας πρόσθετος όρος και άλλοτε έχει θετικό πρόσημο, ενώ άλλοτε έχει αρνητικό πρόσημο (το νόημα του θετικού και αρνητικού προσήμου φαίνεται στην επόμενη ανάλυση). Η αρχική φάση του κύματος αναφέρεται στο τι συμβαίνει τη χρονική στιγμή t = 0 με το κύμα, ως προς το αν έχει φτάσει ή όχι στο σημείο Ο( x = 0), ανεξάρτητα από το αν το κύμα εξαναγκάζει τα υλικά να κινούνται προς τα πάνω ή προς τα κάτω όταν ξεκινάνε. (εξαίρεση αποτελεί η αρχική φάση π rad που μπορεί να έχει διπλό νόημα). Το σημείο Ο(x = 0) είναι από τη φύση του ένα προνομιακό σημείο μιας και ορίζει την αρχή του άξονα που χρησιμοποιούμε. Χωρίς αυτό δεν θα μπορούσαμε να γράψουμε εξίσωση κύματος. Στην επόμενη εξίσωση φαίνεται η γενική μορφή της εξίσωσης ενός κύματος που έχει αρχική φάση (το 2π rad το έχω βάλει "μέσα" στην εξίσωση για να δείξω την αρχική φάση του κύματος). 1

Για την εύρεση της αρχικής φάσης του κύματος πρέπει να γνωρίζουμε τη χρονική εξίσωση ταλάντωσης ενός υλικού σημείου του ελαστικού μέσου (όχι απαραίτητα του Ο(x = 0)). Αυτή η εξίσωση θα θεωρείται από εμάς ως εξίσωση αναφοράς. Πολλές φορές χρησιμοποιούμε ως εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης του υλικού σημείου που τη χρονική στιγμή t = 0 ξεκινά να ταλαντώνεται. Αν το σημείο αυτό (πχ Ζ) ξεκινά να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0 με φορά προς τα πάνω, τότε η εξίσωση ταλάντωσής του είναι y Ζ =Αημωt, ενώ αν τη χρονική στιγμή t = 0 ξεκινά να ταλαντώνεται με φορά προς τα κάτω, τότε η εξίσωση ταλάντωσής του είναι η y Ζ =Αημ(ωt + π). Να σημειώσουμε ότι δε μας ενδιαφέρει που βρίσκεται η πηγή του κύματος. Πως ξεχωρίζουμε αν ένα κύμα έχει αρχική φάση; Αρχική φάση θα έχει ένα κύμα αν τη χρονική στιγμή t = 0: Το κύμα έχει διαδοθεί πέρα από το σημείο Ο(x = 0). (1η περίπτωση) Το κύμα δεν έχει φτάσει ακόμα στο σημείο Ο(x = 0). (2η περίπτωση) Το κύμα μόλις έχει φτάσει στο σημείο Ο(x = 0) (οπότε δεν έχει περάσει πέρα από αυτό) αλλά εξαναγκάζει το υλικό σημείο Ο(x = 0) να κινηθεί προς τα κάτω. (3η περίπτωση) Ας δούμε τις παραπάνω περιπτώσεις ξεχωριστά: 1η περίπτωση: Τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα έχει διαδοθεί πέρα από το σημείο Ο(x = 0). Στο επόμενο σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο ενός κύματος που διαδίδεται προς τα δεξιά, τη χρονική στιγμή t = 0. Είναι φανερό ότι το κύμα τη χρονική στιγμή t = 0 έχει ήδη διαδοθεί πέρα από το σημείο Ο. Αφού το σημείο Ζ ξεκινά να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0 με φορά προς τα πάνω, η εξίσωση ταλάντωσής του είναι η y Z = Aημωt. Αυτή την εξίσωση θα χρησιμοποιήσω ως εξίσωση αναφοράς. Έτσι για το τυχαίο σημείο του ελαστικού μέσου που βρίσκεται στη θέση x του άξονα θα ισχύει η εξίσωση ταλάντωσης y = Aημ[(ωt) - Δφ], όπου Δφ η διαφορά φάσης του τυχαίου σημείου που βρίσκεται στη θέση x του άξονα και του σημείου Ζ. Το (-) το βάζω διότι το σημείο Ζ ξεκίνησε να ταλαντώνεται πριν από το τυχαίο σημείο, οπότε η φάση του τυχαίου σημείου θα είναι μικρότερη από τη φάση του σημείου Ζ (ωt). Το Δφ το υπολογίζω με το γνωστό τρόπο: Δφ = ωδt (Δt = χρονική διάρκεια που χρειάζεται το κύμα για να πάει από το ένα σημείο στο άλλο). Είναι Δφ = ωδt = (2π/Τ) (x-x Z )/υ ==>Δφ = 2π(x-x Z )/λ. Συνεπώς η εξίσωση ταλάντωσης του τυχαίου σημείου (εξίσωση του κύματος) γίνεται: 2

Ο όρος + 2πx Z /λ είναι η αρχική φάση του κύματος και είναι θετικός αφού δείχνει ότι τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα έχει διαδοθεί πέρα από το σημείο Ο(x=0). Στην ίδια σχέση θα καταλήγαμε αν χρησιμοποιούσαμε ως εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης οποιουδήποτε σημείου του ελαστικού μέσου (που έχει ήδη ξεκινήσει την t = 0 να ταλαντώνεται). Ας δοκιμάσουμε να χρησιμοποιήσουμε ως εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης του σημείου Ο(x = 0). Από το διάγραμμα φαίνεται ότι η εξίσωση ταλάντωσης του υλικού σημείου Ο(x = 0) είναι y O = Aημ(ωt + 7π/2). Για το τυχαίο σημείο x είναι y = Aημ(ωt +7π/2 - Δφ) = Αημ(ωt + 7π/2-2πx/λ) ==> y = Aημ(ωt - 2πx/λ + 7π/2). Αν στον τύπο που προέκυψε από την ανάλυση με εξίσωση αναφοράς το σημείο Ζ, βάλετε όπου x Z = 3λ/2 + λ/4 θα προκύψει το ίδιο αποτέλεσμα. Ας δούμε και την περίπτωση, το κύμα να διαδίδεται προς τα δεξιά και τα υλικά σημεία του ελαστικού μέσου να ξεκινούν να ταλαντώνονται με φορά προς τα κάτω. Το αντίστοιχο στιγμιότυπο θα είναι αυτό που φαίνεται στο επόμενο σχήμα. Αν θέλαμε να επαναλάβουμε την παραπάνω διαδικασία εύρεσης της αρχικής φάσης θεωρώντας και πάλι ως εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης του σημείου Ζ, θα γράφαμε: y Z = Aημ(ωt+π) και για το τυχαίο σημείο που βρίσκεται στη θέση x του άξονα: y = Aημ[(ωt + π) - Δφ]. Με τη βοήθεια του τύπου Δφ = 2π(x-x Z )/λ θα καταλήγαμε στην εξίσωση του κύματος: Η αρχική φάση του κύματος είναι τώρα ο όρος +(2πx Z /λ + π) και πάλι θετικός αφού τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα έχει διαδοθεί πέρα από το σημείο Ο(x = 0). 2η περίπτωση: Τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα δεν έχει φτάσει στο σημείο Ο(x = 0). Η εξίσωση αναφοράς θα είναι πάντοτε η εξίσωση ταλάντωσης ενός σημείου του μέσου που έχει ξεκινήσει να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0. Συνήθως μας βολεύει να χρησιμοποιούμε ως 3

εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης του σημείου που ξεκινά να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0. Στο επόμενο σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο ενός κύματος που διαδίδεται προς τ' αριστερά τη χρονική στιγμή t = 0. To κύμα αυτό είναι φανερό ότι δεν έχει φτάσει στο σημείο Ο(x = 0) τη στιγμή t = 0. Χρησιμοποιώ ως εξίσωση αναφοράς την εξίσωση ταλάντωσης του σηεμίου Ζ το οποίο τη χρονική στιγμή t = 0 ξεκινά να ταλαντώνεται. Η εξίσωση ταλάντωσης του σημείου αυτού είναι y Z = Aημωt. Για το τυχαίο σημείο x που έχω σημειώσει στο στιγμιότυπο, θα ισχύει y = Aημ[(ωt) + Δφ], όπου Δφ η διαφορά φάσης του τυχαίου σημείου που βρίσκεται στη θέση x του άξονα και του σημείου Ζ. Το (+) το βάζω διότι το σημείο Ζ ξεκίνησε να ταλαντώνεται μετά από το τυχαίο σημείο, οπότε η φάση του τυχαίου σημείου θα είναι μεγαλύτερη από τη φάση του σημείου Ζ (ωt). Το Δφ το υπολογίζω με το γνωστό τρόπο: Δφ = ωδt (Δt = χρονική διάρκεια που χρειάζεται το κύμα για να πάει από το ένα σημείο στο άλλο). Είναι Δφ = ωδt = (2π/Τ) (x-x Z )/υ ==> Δφ = 2π(x-x Z )/λ. Συνεπώς η εξίσωση ταλάντωσης του τυχαίου σημείου (εξίσωση του κύματος) γίνεται: Ο όρος - 2πx Z /λ είναι η αρχική φάση του κύματος και είναι αρνητικός που μας δείχνει ότι τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα δεν έχει φτάσει στο σημείο Ο(x=0). Παρατηρήστε ότι για κύμα που διαδίδεται προς τ' αριστερά το (+) μπροστά στον όρο 2πx/λ εμφανίζεται πάντοτε. Για κύμα που διαδίδεται προς τα δεξιά το (-) εμφανίζεται επίσης μπροστά στον όρο 2πx/λ. 3η περίπτωση: Τη χρονική στιγμή t = 0 το κύμα μόλις έχει φτάσει στο σημείο Ο(x = 0) και το εξαναγκάζει να κινηθεί με φορά προς τα κάτω. Η ίδια ανάλυση γίνεται και στην περίπτωση που η πηγή του κύματος είναι το σημείο Ο(x = 0) και ξεκινά να κινείται προς τα κάτω δημιουργώντας κύμα στο ελαστικό μέσο. Στο επόμενο σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο ενός κύματος που διαδίδεται προς τα δεξιά και τη στιγμή t = 0 μόλις έχει φτάσει στο σημείο Ο(x = 0). 4

Αφού το σημείο Ο(x = 0) ξεκινά να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0, η εξίσωση ταλάντωσής του προσφέρεται για εξίσωση αναφοράς. Αφού το υλικό σημείο Ο(x = 0) ξεκινά τη στιγμή t = 0 να κινείται προς τα κάτω, η εξίσωση ταλάντωσής του είναι η y Ο = Aημ(ωt+π). Για το τυχαίο σημείο x που έχω σημειώσει στο στιγμιότυπο, θα ισχύει y = Aημ[(ωt + π) - Δφ], όπου Δφ η διαφορά φάσης του τυχαίου σημείου που βρίσκεται στη θέση x του άξονα και του σημείου Ο. Το (-) το βάζω διότι το σημείο Ο ξεκίνησε να ταλαντώνεται πριν από το τυχαίο σημείο, οπότε η φάση του τυχαίου σημείου θα είναι μικρότερη από τη φάση του σημείου Ο (ωt+π). Το Δφ το υπολογίζω με το γνωστό τρόπο: Δφ = ωδt (Δt = χρονική διάρκεια που χρειάζεται το κύμα για να πάει από το ένα σημείο στο άλλο). Είναι Δφ = ωδt = (2π/Τ) (x-x Ο )/υ (Όμως x Ο =0) ==> Δφ = 2πx/λ. Συνεπώς η εξίσωση ταλάντωσης του τυχαίου σημείου (εξίσωση του κύματος) γίνεται: Ας συνοψίσουμε όλα τα παραπάνω 1) Για να βρούμε τη αρχική φάση ενός κύματος μπορούμε να επιλέξουμε μία εξίσωση αναφοράς (συνήθως επιλέγουμε την εξίσωση ταλάντωσης που τη χρονική στιγμή t = 0 ξεκινά να ταλαντώνεται) και στη συνέχεια με τη βοήθεια της διαφοράς φάσης να βρούμε την εξίσωση ταλάντωσης ενός τυχαίου σημείου x. Αυτή θα είναι και η εξίσωση του κύματος. Αν μας δίνουν την εξίσωση ταλάντωσης ενός συγκεκριμένου υλικού σημείου του ελαστικού μέσου (ή προκύπτει από τα συμφραζόμενα) χρησιμοποιούμε αυτή ως εξίσωση αναφοράς. 2) Για να βρούμε πόσο μακριά έχει φτάσει το κύμα από το σημείο Ο(x = 0): α) Μηδενίζουμε τη φάση αν τα υλικά σημεία ξεκινούν να κινούνται από τη θέση ισορροπίας του με φορά προς τα πάνω. β) Θέτουμε τη φάση ίση με π rad αν τα υλικά σημεία ξεκινούν να κινούνται από τη θέση ισορροπίας του με φορά προς τα κάτω. 3) Το στιγμιότυπο έχει στο μπροστινό του τμήμα: α) Όρος, εφόσον το υλικό σημείο Ο ξεκινά να κινείται με φορά προς τα πάνω (σχήμα 1). β) Κοιλάδα, εφόσον το υλικό σημείο Ο ξεκινά να κινείται με φορά προς τα κάτω (σχήμα 2). 5