Fyzika - skripta

Při stojatém vlnění kmitají body mezi dvěma uzly se stejnou fází a různou amplitudou, která závisí na poloze bodu.

Stojatým vlněním se energie nepřenáší, ale jen se periodicky mění energie hmotných bodů potenciální v kinetickou a naopak.

Stojaté vlnění vzniká zejména u těles, která představují prostorově ohraničené prostředí (vzniká odraz vlnění).

1. Chvění mechanických soustav

Postupujeli rozruch vláknem, které má pevný konec nastává odraz vlnění s opačnou fází. Na volném konci nastává odraz vlnění se stejnou fází. Odražené vlnění se skládá a vzniká chvění. Jeho průběh závisí na tom, jak je vlákno upevněno.

Chvění vzniká při základní frekvenci (pokud je splněna podmínka, že na koncích jsou uzly, případně kmitny,…) a při vyšších harmonických frekvencích .

1. Vlnění v izotropním prostředí

Izotropní prostředí je látkové prostředí mající ve všech směrech stejné fyzikální vlastnosti. Vlnění se šíří každým směrem stejnou rychlostí. Body povrchu koule o poloměru kmitají se stejnou fází a tvoří vlnoplochu. Směr šíření v daném bodě vlnoplochy určuje kolmice k vlnoploše – paprsek. Jeli zdroj vlnění ve velké vzdálenosti, považujeme vlnoplochu za rovinu – rovinná vlnoplocha – a paprsky jsou rovnoběžné.

1. Huygensův princip:

každý bod, do kterého dospělo vlnění, je zdrojem elementárního vlnění, které se šíří v elementárních vlnoplochách. Vlnoplocha je vnější obalová plocha všech elementárních vlnoploch.

1. Odraz vlnění

Úhel odrazu (α') se rovná úhlu dopadu (α). Odražený paprsek leží v rovině dopadu.

1. Lom vlnění

, kde podíl rychlostí šíření vlnění v obou prostředích je roven indexu lomu vlnění pro daná prostředí.

1. Ohyb a stín vlnění

Ohyb vlnění (difrakce) vzniká při průchodu vlnění malým otvorem v překážce (otvor je přibližně stejně velký jako vlnová délka).

Dopadá-li vlnění na překážku o mnohem větších rozměrech než je vlnová délka, vzniká za překážkou stín vlnění (vlnění za překážku nedospěje).

1. Zvuk

Zvuk je každé mechanické vlnění v látkovém prostředí, které je schopno vyvolat v lidském uchu sluchový vjem.

Člověk vnímá zvuk o frekvenci 16 Hz až 16 kHz. Vlnění s menší frekvencí je infrazvuk, s větší frekvencí je ultrazvuk.

Absorpce (pohlcování) zvuku

Zvuk pohlcují zejména látky s malou pružností (textilie), členitým povrchem nebo s dutinami.

Tóny

Zvuky s periodickým průběhem jsou hudební zvuky nebo tóny. Zvuk s harmonickým průběhem je jednoduchý tón.

Zvuk složitějšího průběhu je složený tón. Lze je rozdělit na základní tón (s nejnižší frekvencí) a ostatní tóny (frekvence je násobkem frekvence tónu základního). Jsou-li frekvence ostatních tónů celistvými násobky frekvence základního tónu, označujeme základní tón jako první harmonický tón a ostatní jako vyšší harmonické tóny.