MECHANICKÉ VLNĚNÍ 16. Šíření vlnění v prostoru KMITAVÉ A VLNOVÉ JEVY MECHANICKÉ VLNĚNÍ 16. Šíření vlnění v prostoru Mgr. Marie Šiková www.zlinskedumy.cz

Anotace Materiál opakuje a procvičuje základní pojmy a vztahy z nauky o mechanickém vlnění. Je doplněn přehledem použitých fyzikálních vztahů a pracuje interaktivně. Materiál může být doplněn výkladem učitele, ale umožňuje také použití pro samostatnou práci žáků. Autor Konzultant na PC grafiku Mgr. Marie Šiková RNDr. Jan Hrdý, Ph.D. Jazyk Čeština Očekávaný výstup 23-41-M/01 Strojírenství 26–41-M/01 Elektrotechnika Speciální vzdělávací potřeby - žádné - Klíčová slova Mechanické vlnění, šíření vlnění v prostoru Druh učebního materiálu Prezentace Druh interaktivity Kombinované Cílová skupina Žák Stupeň a typ vzdělávání odborné vzdělávání Typická věková skupina 16 - 19 let Vazby na ostatní materiály KVJ (kmitavé a vlnové jevy)

16. Šíření vlnění v prostoru Při představě šíření vlnění v prostoru vycházíme z jednoduššího dvojrozměrného modelu šíření vlnění na vodní hladině. Po vodní hladině, na kterou dopadl kámen, se šíří charakteristické kružnice, které jsou tvořeny body se stejnou okamžitou výchylkou. Střed těchto kružnic je v místě vzniku vlnění (v místě dopadu kamene na vodní hladinu). Poloměr těchto kružnic se postupně zvětšuje, a to v závislosti na rychlosti šíření tohoto vlnění. (M)

Charakteristické kružnice na vodní hladině jsou tvořeny body, do kterých vlnění dospělo za stejný čas a mají tedy stejnou okamžitou výchylku. Odborně se nazývají vlnoplochy. Čím se nacházíme dále od zdroje vlnění, tím jsou méně zakřivené a tím se více podobají přímce (samozřejmě na určitém omezeném úseku). Přímky vycházející ze zdroje vlnění, které jsou kolmé na vlnoplochy, určují směr šíření vlnění a říkáme jim paprsky. Načrtněte: (M)

Podobný děj jako na vodní hladině si můžeme představit i v prostoru Podobný děj jako na vodní hladině si můžeme představit i v prostoru. Předpokládáme zdroj zvukových vln, který má malé rozměry. Potom vlnoplochy, ve kterých se zvukové vlnění šíří, mají tvar kulové plochy. I v tomto případě paprsky vycházející ze zdroje vlnění, které jsou opět kolmé na vlnoplochu, určují směr šíření vlnění. V dostatečné vzdálenosti od zdroje vlnění se zmenšuje zakřivení kulových vlnoploch a postupně je můžeme považovat za rovinné vlnoplochy.

Mechanismus šíření vln v prostoru (v rovině) popisuje přesně Huygensův princip: Vlnění se šíří v prostoru (v rovině) ve vlnoplochách. Každý bod, do kterého dospěla vlnoplocha, se sám stává zdrojem tzv. elementárních vlnoploch (elementárního vlnění). Výsledná vlnoplocha je v dalším časovém okamžiku obalovou plochou všech elementárních vlnoploch. Načrtněte Huygensův princip pro případ odrazu vlnění na rovinném rozhraní: (M)

Literatura LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Miroslava ŠIROKÁ. Fyzika: Sbírka úloh pro střední školy. 3. vyd. Praha: Prometheus, 2012. ISBN 978-80-7196-266-3. LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy II. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1993. ISBN 978-80-7196-185-7. LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia: Mechanické kmitání a vlnění. 3. vyd. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 978-80-7196-216-8.