Sóng
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| wave/weɪv/ | sóng |
| wavelength/ˈweɪvleŋθ/ | bước sóng |
| frequency/ˈfriːkwənsi/ | tần số |
| speed/spiːd/ | tốc độ sóng |
| transverse waves/trænsˈvɜːs weɪvz/ | sóng ngang |
| longitudinal waves/ˌlɒŋɡɪˈtjuːdɪnl weɪvz/ | sóng dọc |
| electromagnetic spectrum/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ˈspektrəm/ | phổ điện từ |
Một điểm dây di chuyển trong khi mẫu sóng lan truyền
- Trong mô hình sóng dây được cung cấp, một điểm đánh dấu dao động lên xuống trong khi nhiễu loạn di chuyển theo phương ngang. Sóng truyền tải năng lượng; điểm đánh dấu không di chuyển vĩnh viễn cùng mỗi đỉnh sóng.
- Hướng dao động và hướng lan truyền là thông tin khác nhau. Mối quan hệ vuông góc giữa chúng khiến đây là trường hợp sóng ngang; mũi tên trang giấy đơn thuần sẽ không xác định được loại sóng.
Trong mô hình sóng dây được cung cấp, điều gì di dọc theo dây trong khi một điểm đánh dấu dao động?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Phân biệt chuyển động điểm môi trường với sự lan truyền nhiễu loạn trong mô hình đã nêu. Đừng biến điều này thành tuyên bố rằng mặt nước thực tế không bao giờ cũng có dòng chảy hoặc trôi nổi.
Định nghĩa bước sóng, tần số và biên độ
- Bước sóng là khoảng cách giữa các điểm cùng pha liên tiếp, chẳng hạn như các đỉnh sóng kề nhau. Tần số đếm số lần dao động hoàn chỉnh trong một giây.
- Biên độ là độ lệch cực đại khỏi vị trí cân bằng. Chiều cao từ đỉnh xuống đáy gấp đôi biên độ; không phép đo nào là khoảng cách giữa các đỉnh sóng.
Chiều cao từ đỉnh đến đáy là một đại lượng định nghĩa giống như khoảng cách giữa hai đỉnh liên tiếp.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sai: giá trị đầu tiên gấp đôi biên độ; khoảng cách giữa các đỉnh là bước sóng.
Tính tốc độ từ các đại lượng phù hợp
- Tốc độ sóng tuân theo $v=f\lambda$. Các $f=5.0\ \text{Hz}$ và $\lambda=0.40\ \text{m}$ đã cho sẽ dẫn đến $v=5.0\times0.40=2.0\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Hertz có nghĩa là số dao động hoàn chỉnh mỗi giây. Sử dụng bước sóng tính bằng mét cho đơn vị tốc độ này; việc chuyển đổi 40 cm sang 0.40 m trước khi nhân sẽ tránh được sai số gấp 100 lần.
Một sóng có tần số 250 Hz và bước sóng 1,4 m. Tốc độ của nó là bao nhiêu m/s?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng v = fλ. Các giá trị đã cho cho v = 250 × 1,4 = 350 m/s. Điều đó alone không xác định sóng này là âm thanh hay môi trường của nó.
Tính chu kỳ và giải thích kết quả
- Chu kỳ là thời gian để thực hiện một dao động hoàn chỉnh: $T=1/f=1/5.0=0.20\ \text{s}$. Đây không phải là thời gian để một điểm đánh dấu di chuyển hết một bước sóng dọc theo dây.
- Với biên độ 0.030 m, chiều cao từ đỉnh đến đáy là $H=2A=2\times0.030=0.060\ \text{m}$. Điều này khác với bước sóng 0.40 m; thay đổi riêng lẻ biên độ không xác định được tần số mới.
Một câu hỏi riêng biệt cung cấp 250 Hz và 1.4 m. Cách tính của nó là $v=f\lambda=250\times1.4=350\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Hai đại lượng này không xác định sóng là âm thanh hay chỉ định môi trường truyền sóng.
Sóng được cung cấp có tần số 5.0 Hz. Chu kỳ của nó tính bằng giây là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
T = 1/f = 1/5.0 = 0.20 s.
Biên độ là 0.030 m. Chiều cao từ đỉnh đến đáy sóng dự kiến tính bằng mét là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
H = 2A = 2 × 0.030 = 0.060 m.
So sánh các loại sóng dựa trên cả hai phương
- Sóng ngang dao động vuông góc với phương truyền; sóng dọc dao động song song, như trong sóng nén dọc theo lò xo hoặc âm thanh trong không khí.
- Phổ điện từ kéo dài từ sóng vô tuyến đến tia gamma. Sóng điện từ không cần môi trường vật chất và có cùng tốc độ trong chân không; điều này không mang lại tốc độ đó cho sóng cơ.
Gắn mỗi loại sóng với một ví dụ.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sóng ngang dao động vuông góc với hướng truyền; sóng dọc dao động dọc theo hướng đó.
Sóng vô tuyến và tia X truyền với cùng tốc độ trong chân không.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sóng điện từ chia sẻ tốc độ trong chân không nhưng có tần số và bước sóng khác nhau. Tuyên bố này nói về chân không, không phải mọi môi trường vật chất hay sóng cơ học.
Kiểm tra phương trình và các điều kiện nêu ra
- Viết phương trình yêu cầu dưới dạng ký hiệu, chuyển đổi đơn vị, thực hiện tính toán, sau đó nêu đại lượng mà kết quả đo lường. Một giá trị 350000 thay vì 350 trong câu hỏi riêng biệt báo hiệu vấn đề cần kiểm tra về tính toán hoặc chuyển đổi.
- Giữ riêng biệt phương dao động, phương truyền, biên độ, bước sóng, chu kỳ và tốc độ. Nêu môi trường và điều kiện trước khi so sánh tốc độ; nước thực tế cũng có thể có dòng chảy hoặc trôi nổi vượt quá mô hình sóng lý tưởng.
Sử dụng $v=f\lambda$, $T=1/f$ và $H=2A$ cho các câu hỏi khác nhau. Không thay thế kết quả của sóng cơ bằng tốc độ truyền trong chân không điện từ.
Bạn tính toán ra sóng 250 Hz, 1,4 m là 350000 m/s. Bạn sẽ kiểm tra phép tính hay đơn vị nào?
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
Ví dụ: “Tôi sẽ kiểm tra sự chuyển đổi bước sóng và phép nhân, vì 250 Hz nhân với 1,4 m cho ra 350 m/s.”