Přenos informace? HRW2 kap. 16, 17 HRW kap. 17, 18.

Prezentace na téma: "Přenos informace? HRW2 kap. 16, 17 HRW kap. 17, 18."— Transkript prezentace:

1 Přenos informace? HRW2 kap. 16, 17 HRW kap. 17, 18

2 Postupné vlny výchylka jiné částice (v místě x ) výchylka počátku provazu zpoždění „libovolná“ funkce času ? částice opakuje stejný pohyb se zpožděním y

3 Postupné vlny „libovolná“ funkce popisuje postupnou vlnu jdoucí rychlostí v ve/proti směru osy x y

4

5 Příčné a podélné vlny Příčná (transverzální) vlna Polarizace - směr výchylky zde lineárně polarizovaná vlna Existují dvě ortogonální polarizace Podélná (longitudinální) vlna y

6 Postupná rovinná vlna Příčná (transverzální) vlna Polarizace - směr výchylky zde lineárně polarizovaná vlna Existují dvě ortogonální polarizace Podélná (longitudinální) vlna

7 Vlny v přírodě

8

9

10 „libovolná“ Sinusové (harmonické) postupné vlny harmonická („sinusová“) y

11 „libovolná“ Sinusové (harmonické) postupné vlny harmonická („sinusová“) y

12 Amplituda fáze Sinusové (harmonické) postupné vlny

13 Pozn. různá vyjádření sinusové postupné vlny HRW2 kap. 16, HRW kap. 17 komplexní vyjádření - Re si musíme domyslet HRW2 kap. 17, HRW kap. 18

14

15 Rychlost vlny na struně

16

17 Energie a výkon vlny Pro harm. oscilátor Aby vytvořil harmonickou vlnu, musí konat práci, tedy dodávat výkon vlně. Energie se šíří prostředím s rychlostí šíření vlny. Přenášený výkon = rychlost šíření energie × energie (na jednotku délky)

18 Princip superpozice

19 Odraz na pevném a volném konci pro harmonickou vlnu: odražená vlna je v protifázi s přicházející vlnou. Pevný konec pro harmonickou vlnu: odražená vlna je ve fázi s přicházející vlnou. Volný konec x

20 Interference vln uvažujme superpozici dvou harmonických vln o stejné amplitudě i vlnové délce, které jsou navzájem fázově posunuty a postupují stejným směrem dráhový rozdíl Záleží na fázovém rozdílu

21 Interference vln uvažujme superpozici dvou harmonických vln o stejné amplitudě i vlnové délce, které jsou navzájem fázově posunuty a postupují stejným směrem dráhový rozdíl vnikne opět harmonická vlna o stejné vlnové délce postupující stejným směrem Interference: Amplituda výsledné vlny se v závislosti na fázovém rozdílu může měnit z minimální hodnoty do maximální hodnoty

22 Interference vln (plně) konstruktivní interference(plně) destruktivní interference fázový rozdíl: dráhový rozdíl: - lib. celé číslo vnikne opět harmonická vlna o stejné vlnové délce postupující stejným směrem Interference: Amplituda výsledné vlny se v závislosti na fázovém rozdílu může měnit z minimální hodnoty do maximální hodnoty

23 Interference vln (plně) konstruktivní interference(plně) destruktivní interference fázový rozdíl: dráhový rozdíl: - lib. celé číslo

24 y Fázory

25 Skládání vln ??

26 stav kdy ?? (a) (b)

27 y amplituda kmitů se mění harmonicky v prostoru pohyb každého bodu prostředí je harmonický Stojaté vlny uvažujme superpozici dvou harmonických vln o stejné amplitudě i vlnové délce, které postupují navzájem opačným směrem Není to postupná vlna!

28 Stojaté vlny uvažujme superpozici dvou harmonických vln o stejné amplitudě i vlnové délce, které postupují navzájem opačným směrem nepohybují se dvojnásobná amplituda amplituda kmitů se mění harmonicky v prostoru pohyb každého bodu prostředí je harmonický Není to postupná vlna!

29 polohy uzlů: polohy kmiten: Stojaté vlny - libovolné celé číslo x uzel kmitna uzel kmitna uzel

30 Jak vytvoříme stojaté vlny? pro harmonickou vlnu: odražená vlna je v protifázi s přicházející vlnou. Pevný konec - uzel pro harmonickou vlnu: odražená vlna je ve fázi s přicházející vlnou. Volný konec - kmitna Pomocí odrazu x

31 polohy uzlů: Stojaté vlny konečné struny na obou koncích struny musí být uzel

32 Vlastní kmity (mody), rezonance vlastní funkce pro první 3 harmonické frekvence vlastní funkce V každém okamžiku lze popsat tvar struny pomocí superpozice modů. vlastní frekvence

33 Vlastní kmity (mody), rezonance (2D) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Drum_vibration_mode12.gif

34

35 Zvukové vlny

36 Rychlost zvuku

37

38 Šíření zvukových vln

39

40 Harmonická zvuková vlna: výkon a intenzita Aby vytvořil harmonickou vlnu, musí konat práci, tedy dodávat výkon vlně. Přenášený výkon = rychlost šíření energie × energie (na jednotku délky) Intenzita = střední hodnota energie, která projde za jednotku času jednotkovou plochou kolmou ke směru šíření.

41 hladina intenzity zvuku

42 Kulová vlna: změna intenzity se vzdáleností předp. harmonickou vlnu pokud se zachovává mechanická energie

43

44 Stojaté vlny ještě jednou stejně jako na struně Kde má tlak kmitnu má výchylka uzel a naopak.

45 Stojaté vlny ještě jednou

46 oba konce stejné různé konce

47 Stojaté vlny ještě jednou oba konce stejné newt.phys.unsw.edu.au/jw/sound.spectrum.html

48 Zdroje hudebního zvuku

49

50

51 Interference (nyní 2 bodové zdroje ve 3D) to už známe, jedná se o skládání harmonických kmitů Záleží na fázovém rozdílu

52 Interference (nyní 2 bodové zdroje ve 3D) konstruktivní interferencedestruktivní interference fázový rozdíl: dráhový rozdíl: - lib. celé číslo Záleží na fázovém rozdílu dráhový rozdíl:

53

54

55 Dvojštěrbinový experiment (Youngův pokus) Interference

56 Vlny a částice

57 Dopplerův jev

58

59 pro světlo neplatí

60 Nadzvukové rychlosti, rázové vlny