בייַשפּיל פֿראַגעס וועגן כוואַליע פּרינציפּן

בייַשפּיל פֿראַגעס וועגן כוואַליע פּרינציפּן

כוואַליעס זענען פיזישע דערשיינונגען וואָס שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין פילע אַספּעקטן פון וואָכעדיק לעבן און וויסנשאַפֿט. פֿאַרשטיין די גרונט פּרינציפּן פון כוואַליעס דערמעגלעכט אונדז בעסער צו פֿאַרשטיין די וועלט אַרום אונדז. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן פֿאַרשידענע בייַשפּיל פּראָבלעמען שייך צו עסענטיעלע כוואַליע פּרינציפּן, אַזאַ ווי מעכאַנישע כוואַליעס, עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס און אַנדערע פֿאַרבונדענע דערשיינונגען.

גרונטלעכע פארשטאנד פון כוואליעס

א כוואַליע איז אַ שטערונג וואָס פאַרשפּרייט זיך דורך אַ מיטל (ווי וואַסער אָדער לופט) אָדער פּלאַץ. כוואַליעס קענען קלאַסיפיצירט ווערן באַזירט אויף ווי זיי פאַרשפּרייטן זיך און דעם מיטל דורך וועלכן זיי רייזן. די צוויי הויפּט קאַטעגאָריעס זענען מעכאַנישע כוואַליעס, וואָס דאַרפן אַ מיטל, און עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס, וואָס קענען פאַרשפּרייטן זיך אָן אַ מיטל. כוואַליעס קענען אויך אונטערשיידן ווערן אין טראַנסווערסאַל און לאַנדזשאַטודאַנאַל כוואַליעס באַזירט אויף דער ריכטונג פון פּאַרטיקל אָסצילאַציע אין דעם מיטל.

ביישפילן פון כוואַליע פּרינציפּן

פּרינציפּ פון סופּערפּאָזיציע

דער פּרינציפּ פֿון סופּערפּאָזיציע זאָגט, אַז ווען צוויי אָדער מער כוואַליעס טרעפֿן זיך אין אַ מעדיום, איז די רעזולטירנדיקע אינטערפֿערענץ אין יענעם פּונקט די וועקטאָר סומע פֿון די אַמפּליטודן פֿון יעדער כוואַליע. דער פּרינציפּ איז קריטיש פֿאַר פֿאַרשטיין אינטערפֿערענץ דערשיינונגען.

סופּערפּאָזיציע בייַשפּיל פּראָבלעם:
צוויי סינוסאָידאַלע כוואַליעס טרעפן זיך אין אַ פּונקט אויף דער וואַסער־איבערפֿלאַך מיט אַמפּליטודן A1 = 3 ס״מ און A2 = 4 ס״מ, בהתאמה. אויב די צוויי כוואַליעס זענען אין פֿאַזע, באַשטימט די אַמפּליטוד פֿון דער רעזולטירנדיקער כוואַליע.

ענטפער:
זינט ביידע כוואַליעס זענען אין פאַזע, איז די אַמפּליטוד פון דער רעזולטאַט כוואַליע די סומע פון ​​ביידע אַמפּליטודן:
\[ A_{\text{total}} = A_1 + A_2 = 3 \, \text{cm} + 4 \, \text{cm} = 7 \, \text{cm} \]

סנעל'ס געזעץ

סנעל'ס געזעץ באציט זיך צו דער רעפרעקציע פון ​​כוואליעס ווען זיי גייען אריין אין אן אנדער מיטל, למשל פון לופט צו וואסער. דאס ווערט אויסגעדריקט דורך דער פארמל:
[n_1 \sin ≤ 1 = n_2 \sin ≤ 2]
וואו \(n_1 \) און \(n_2 \) זענען די רעפראַקטיווע אינדעקסן פון מעדיום 1 און 2, און \(\theta_1\) און \(\theta_2\) זענען די ווינקלען פון אינצידענץ און רעפראַקציע.

רעפראַקציע בייַשפּיל פֿראַגעס:
א שטראל ליכט גייט פון לופט (רעפראַקטיווער אינדעקס = 1) און גייט אריין אין וואסער (רעפראַקטיווער אינדעקס = 1.33) מיט אן אינצידענץ ווינקל פון 30°. באַשטימט דעם ווינקל פון רעפראַקציע אין וואסער.

ענטפער:
ניצן סנעל'ס געזעץ:
[1 \cdot \sin(30^\circ) = 1.33 \cdot \sin(\theta_2) \]
\[ \sin(30^\circ) = 0.5 \]
[0.5 = 1.33 ⋅ סינוס(θ²)]
[ \sin(\theta_2) = \frac{0.5}{1.33} \approx 0.376 \]
[טהעטאַ_2 = \sin^{-1}(0.376) \approx 22.2^\circ \]

דיפראַקציע פענאָמען

דיפראקציע איז די בייגן פון כוואליעס ווען זיי טרעפן שטערונגען און גייען דורך שמאָלע ריסן, מיט דעם דערשיינונג מער באַמערקט אויב די גרייס פון דער ריכטיגער ריס איז פאַרגלייַכלעך צו דער כוואַליע לענג.

דיפראַקציע בייַשפּיל פֿראַגעס:
א קלאַנג כוואַליע מיט אַ כוואַליע לענג פון 0,5 מעטער גייט דורך אַ שפּאַלט וואָס איז 1 מעטער ברייט. דיסקוטירט ווי דאָס וועט ווירקן די דיפראַקציע פון ​​דער כוואַליע.

ענטפער:
ווייל די שפּאַלט ברייט איז גרעסער ווי די כוואַליע לענג, דערפאַרן די קלאַנג כוואַליעס דיפראַקציע, אָבער נישט באַדייטנד. אויב די שפּאַלט ברייט וואָלט געווען קלענער אָדער גלייך צו דער כוואַליע לענג, וואָלט די דיפראַקציע געווען מער אויסגעשפּראָכן.

עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס

עלעקטראָמאַגנעטישע (EM) כוואַליעס אַרייַננעמען ראַדיאָ כוואַליעס, מייקראַוועווז, אינפֿראַרויט ליכט, זעבאר ליכט, אולטראַוויאָלעט ליכט, X-שטראַלן און גאַמאַ שטראַלן. ניט ווי מעכאַנישע כוואַליעס, EM כוואַליעס דאַרפן ניט קיין מיטל צו פאַרשפּרייטן.

פּלאַנקס געזעץ

דאס פענאמען פון עלעקטראמאגנעטישע כוואליעס קען אפט באטראכט ווערן פון דער פערספעקטיוו פון מאדערנער פיזיק, ווי למשל פלאנקס געזעץ וואס זאגט אז די ענערגיע פון ​​א פראטאן איז פראפארציאנעל צו איר פרעקווענץ:
\[ E = h \cdot f \]
וואו E איז ענערגיע, h איז פּלאַנקס קאָנסטאַנט (6.626 × 10⁻⁴, Js), און f איז די אָפטקייט.

עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע בייַשפּיל פֿראַגעס:
אויב די פרעקווענץ פון אולטראוויאלעט ליכט איז 8 מאל 10^{14}, \text{Hz}), וואָס איז זײַן ענערגיע?

ענטפער:
\[ E = 6.626 × 10^{-34} \, \text{Js} × 8 × 10^{14} \, \text{Hz} = 5.301 × 10^{-19} \, \text{J} \]

קלאָוזינג

פֿאַרשטיין די גרונט־פּרינציפּן פֿון כוואַליעס איז קריטיש וויכטיק פֿאַר שטודירן פֿיזיק און אירע אַפּליקאַציעס אין טעגלעכער טעכנאָלאָגיע. פֿון די פּרינציפּן פֿון סופּערפּאָזיציע ביז רעפֿראַקציע ביז דיפֿראַקציע, געבן זיי אַן אײַנבליק אין ווי כוואַליעס אינטעראַקטירן מיט זייער סביבה און השפּעה האָבן אויף די דערשיינונגען וואָס מיר באַאָבאַכטן.

דורך די ביישפילן וואָס ווערן פאָרגעשטעלט, קענען מיר באַקומען אַ טיפערן פארשטאנד פון ווי די טעאָריעס קענען ווערן אָנגעווענדט, און אויך פארשטארקן אונדזער פארשטאנד פון דעם אַלגעמיינעם באַגריף פון כוואַליעס. אין אַוואַנסירטער וויסנשאַפֿט, ווערן די פּרינציפּן ווייטער גענוצט אין פעלדער ווי טעלעקאָמוניקאַציע, אָפּטיק, און אפילו קאָסמאָלאָגיע, מאַכנדיג זיי אַ וויכטיקע יסוד פֿאַר פיזיק סטודענטן און פאָרשער צו פֿאַרשטיין.