波(特性と特性):振幅、周期、周波数、波長

波動は地球と宇宙のいたるところにあります。 波の種類には、音波、水波、弦の波、電磁波などがあります。

波とは何ですか?

波は、技術用語では、媒体の振動(前後の動き)を介してある場所から別の場所に伝播する媒体の外乱です。 もっと簡単に言えば、それは時間と空間を通して物質によって運ばれる振動です​.

波の重要な特徴はそれがエネルギーを伝達しますしかし、問題ではありません。 波は、池の表面を手で押すなど、媒体のどこかでエネルギーが得られることから始まります。 材料の各粒子が最初のプッシュからエネルギーを受け取ると(この例では水分子)、その隣の粒子にぶつかり、次の粒子にぶつかります。

水分子がすべて池の新しい場所に再配列したわけではありません。 彼らは、群衆の中で肩を並べて立っている人々が、端にいる誰かが彼らに落ちた後、その場で跳ね返る方法で、互いに前後に揺れ動いただけでした。

波には2つのタイプがあります。

横波エネルギーの運動方向に対して直角に振動する物質によって形成されます。 たとえば、壁に固定された縄跳びの端をポンピングしている人が、媒体の断片を動かしています( ロープ)エネルギーがロープに沿って壁に水平に移動する間、ロープ全体が 動く。

縦波それが運ぶエネルギーと同じ方向に振動する物質によって形成されます。 プール内、または一方の端で乱された群衆を通る波紋の初期の例は、両方とも縦方向です。

波の基本的な性質

最も基本的な波の特性は、波長、振幅、周波数、および周期です。

1波長波上の任意の点間の距離として定義されます次の波のまったく同じポイントに​​.たとえば、ある波長は、海の波の頂上または頂上から次の波の頂上まで測定できます。 波長は小文字のギリシャ文字ラムダ(λ)および長さのSI単位、メートル(m)を使用します。

ザ・振幅波の、Aは、平衡(または静止位置)からの媒体内の物質の最大変位の尺度です。 したがって、x軸を中心に上下する正弦曲線の波の場合、振幅は次のようになります。最高または最低の位置と同じ大きさ. 変位の尺度として、振幅もメートル(m)で測定されます。

ザ・周波数波の、fは、1秒間に通過する波の数、または発生する振動の数の尺度です。 周波数のSI単位はヘルツ(Hz)です。 たとえば、ブランコに乗っている子供は、ブランコの静止位置を中心に前後に振動し、3秒ごとに1回の完全な往復旅行を行います。 それは彼女が通過することを意味します毎秒全波(振動)の3分の1、したがって、彼女の周波数は1 / 3Hzになります。

ザ・限目波の、T、は周波数の逆数です。 1秒あたりの波の数ではなく、1つの完全な波または振動が発生する時間を測定します。 したがって、SI単位の時間、秒(s)で測定されます。 スイング中の同じ子供にとって、彼女の波の周期は3秒です。 (3は3分の1の逆数であることに注意してください。)

波の速度

波の速度(v)は、外乱がある場所から別の場所に移動する速度です。 波は、周波数と波長の積に等しい速度(メートル/秒、m / s)で移動します。 したがって、波動方程式は次のようになります。

v = \ lambda f

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