Příčné a podélné vlny – problémy a řešení
1. Vlna se šíří po 3 m dlouhém drátu po dobu 0.3 sekundy. Jaká je perioda vlny?
Známý:
Časový interval (t) = 0.3 sekund
Hledá se: Období (T)
Řešení:
1 vlnová délka = 1 vrchol + 1 dno
Perioda = 2 x 0.1 sekundy = 0.2 sekundy
2. Rychlost vlny podle obrázku níže je…
Známý:
1 vlnová délka má 1 vrchol a 1 prohlubeň. Podle výše uvedeného obrázku je 1 vlnová délka = 2 metry x 4 = 8 metrů.
Perioda vlny (T) = 0.5 x 4 = 2 sekundy
Hledaná rychlost: Vlnová rychlost (v)
Řešení:
Rychlost vlny:
v = s / t = λ / T = 8 metrů / 2 sekundy = 4 metry/sekundu
3. Vzdálenost mezi body A a B je 30 cm. Jaká je rychlost vlny podle obrázku níže?
Známý:
Z bodu A do bodu B vede ¾ vlnová délka. Pokud je vzdálenost mezi body A a B 30 cm, pak je vzdálenost ¼ vlnové délky 30 cm / 3 = 10 cm. Tedy 1 vlnová délka = 4 x 10 cm = 40 cm.
Podle výše uvedeného obrázku je perioda vlny 4 sekundy.
Hledaná rychlost: Vlnová rychlost (v)
Řešení:
v = d / t = λ / t
v = rychlost vlny, d = vzdálenost, λ = vlnová délka, t = časový interval
Rychlost vlny:
v = λ / t = 40 cm / 4 sekundy = 10 cm / 1 sekunda = 10 cm/sekundu
4. Pokud je vzdálenost bodů A a B = 250 cm, pak je rychlost vlny…
Známý:
Vzdálenost bodů A a B = 5/4 vlnové délky = 250 cm.
1/4 vlnové délky = 250 cm / 5 = 50 cm
1 vlnová délka = 4/4 vlnová délka = 4 x 50 cm = 200 cm
Perioda (T) = 2 sekundy
Hledá se: Rychlost vln
Řešení:
Vzorec pro rychlost vlny:
v = d / t = λ / t
v = rychlost vlny, d = vzdálenost, λ = vlnová délka, t = časový interval
Rychlost vlny:
v = 200 cm / 2 sekundy = 100 cm/sekundu
5. Amplituda vln je znázorněna….
Řešení:
Amplituda vlny je BB' a DD”.
- Co odlišuje příčnou vlnu od podélné vlny z hlediska pohybu částic?
- OdpověďV příčné vlně se částice média pohybují kolmo ke směru šíření vlny. V podélné vlně se částice pohybují rovnoběžně se směrem šíření vlny.
- Poskytuje běžný příklad příčné a podélné vlny.
- OdpověďBěžným příkladem příčné vlny je vlna na struně nebo vodní vlny. Běžným příkladem podélné vlny je zvuková vlna ve vzduchu.
- Mohou pevné látky přenášet jak příčné, tak podélné vlny?
- OdpověďAno, pevné látky mohou přenášet jak příčné, tak podélné vlny. Kapaliny (plyny a kapaliny) však obvykle přenášejí pouze podélné vlny.
- Jaký je vztah mezi kompresí a zředěním a podélnými vlnami?
- OdpověďV podélných vlnách se komprese vztahuje k oblasti, kde jsou částice média nejblíže u sebe, a zředění k oblasti, kde jsou částice od sebe nejdále. Tyto oblasti odpovídají vrcholům a prohlubním v příčných vlnách.
- Proč slyšíme zvuk (podélnou vlnu) za rohy, ale nevidíme světlo (které se chová jako příčná vlna) stejným způsobem?
- OdpověďZvuk se může difrakovat neboli šířit kolem překážek znatelněji než světlo díky své delší vlnové délce ve srovnání s viditelným světlem. Zatímco zvuk i světlo vykazují difrakci, kratší vlnové délky viditelného světla znamenají, že jeho difrakční účinky jsou v každodenních situacích méně výrazné.
- Jak se porovnávají rychlosti příčných a podélných vln ve stejném prostředí?
- OdpověďRychlosti příčných a podélných vln ve stejném prostředí se mohou lišit. Například v pevných látkách je rychlost podélné (P-vlny) obvykle vyšší než rychlost příčné (S-vlny).
- Může médium vykazovat současně příčný i podélný vlnový pohyb?
- OdpověďAno, určité poruchy mohou v prostředí současně vytvářet příčné i podélné vlny. Například zemětřesení vytvářejí jak P-vlny (podélné), tak S-vlny (příčné), které se šíří Zemí.
- Který typ vlny by s větší pravděpodobností vyvolal polarizační efekt při šíření?
- OdpověďPříčné vlny lze polarizovat. Polarizace zahrnuje omezení vibrací na jednu rovinu. Podélné vlny, kvůli jejich tam a zpětnému pohybu, nelze tímto způsobem polarizovat.
- Jaký druh vlny je elektromagnetická vlna, jako je světlo nebo rádiové vlny?
- OdpověďElektromagnetické vlny jsou příčné vlny. Jejich elektrické a magnetické pole oscilují kolmo ke směru šíření vln.
- Proč se během zemětřesení nepozoruje šíření S-vln (typ příčné vlny) vnějším jádrem Země?
- OdpověďS-vlny neprocházejí vnějším jádrem Země, protože se předpokládá, že je kapalné. Příčné vlny vyžadují médium, které dokáže snášet smyková napětí, což pevné látky snášejí, ale tekutiny (kapaliny a plyny) ne.
