水の波や弦の波には独特の模様があります。しかし、このような決定がどのように行われるのか疑問に思ったことはありませんか?この運動の影響は？このトピックを完全に把握するには、進行波と変位について学ぶことが重要です。
波の特徴
エネルギーがある場所から別の場所に移動する最も一般的な方法の 1 つは、波の生成によるものです。
たとえば、–
ホーンの音を耳に届けるのは音波です。
媒体内の粒子は、ある場所から別の場所へのエネルギーの通過を助けます。
これらの粒子は平均位置を移動していませんが、最終目的地に到着するまで、ある粒子から別の粒子にエネルギーを交換しています。
擾乱が発生すると粒子の動きが開始され、この擾乱は空間と時間のある場所から別の場所に伝達されます。
物質ではなく、エネルギーのみが伝達されることに注意してください。
波は、エネルギー源が振動を媒体に伝えるときに形成されます
波の形
力学的エネルギーの波
電気の波
物質の波
ニュートンの運動の法則はすべて機械波に適用されます。波がさらに進む能力には、中程度の水波、たとえば音波が必要です。たとえば、水の波は、伝達されるために媒体を通過する必要がある機械的な波です。ギターや音楽システムは音波を生成します。音波は真空中を伝わることができません。そのためにはメディアが必要です。
電磁エネルギーの波
これらの波は、それぞれ電場と磁場に関連しています。
媒体がなければ、電磁波は伝わりません。それは質量を持たず、エネルギーを伝えません。例としては、衛星システム、携帯電話、ラジオ、音楽プレーヤーなどがあります。
物質の波:-
物質関連の波 粒子が宇宙の大部分を構成しています。
電子、陽子、中性子、およびその他の素粒子は、とりわけ物質波で移動します。
定波の振幅位相
媒質内のある点から別の点へ特定の方向に移動する波を説明するために使用されるフレーズです。基本的に、そのまま同じ方向に進む波を進行波または進行波と呼びます。さらに、進行波は横波または縦波のいずれかに分類される場合があります。
横波では、粒子の変位は、波の方向または移動経路に平行ではなく、垂直に測定されます。縦波を使用すると、波は粒子の変位と平行に伝播します。
平面上の高調波
媒質中の粒子は、媒質を横切る波の伝達を通じて、それらの平均位置の周りで調和的に振動する傾向があります。この例では、波は平面進行高調波としてラベル付けされています。
単純なハーモニック進行の波
この波形の形は時間とともに変化しません。同じ方向に動き続けるだけです。一方、媒体内の粒子は、同じ周波数と振幅で重心の周りを調和運動で移動する傾向があります。
SHM波の特徴
波が媒体を通過すると、媒体のすべての粒子またはコンポーネントが SHM を表示します。
すべての粒子は、その場所に関係なく、同じ振幅で振動します。
媒質の伝導特性により、エネルギーの伝達が可能です。
非常に多くの粒子があるため、それらの振動はすべて同じ振幅を持っています。
プログレッシブ ウェーブの変位関係
平面進行高調波を考える場合、x 方向 (正) に流れる正弦波の変位は次のようになります。
Y=asin2π(vt−c/λ)
正弦関数と時間依存の位相 (波) は弦コンポーネントの振動を近似しますが、波の最大振幅はその極端な変位を指定します。進行波の変位関係:波長
どの瞬間でも、同じ位相の 2 つの点が波長と呼ばれる距離だけ離れていることがあります。 2 つの連続するノードまたは腹の間の距離は、この距離の 2 倍です。 「k」は伝搬定数です。 1 メートルあたりのラジアン、または rad m-1 は、SI 測定単位です。
k=2π/λ
あなたのための解決例
Q.伸ばされた弦を伝う横波の伝搬方程式を計算します。振幅が 3m であるとすると、周波数は 30 Hz、波長は 40 m です。
進行波の方程式を保持するために、次のように波動方程式を思い出そうとするかもしれません:
Y=asin2π(vt−c/λ)
これは、y=3 sin 2(30t – (x/40) m これが探している波動方程式です。
結論
媒体に関係なく、進行波の振幅は一定のままで、時間を通じて同じ方向に移動します。横方向または縦方向の進行波が使用される場合があります。 O 原点から X 軸に沿って単純な調和運動をする平面を考えてみましょう。作成の瞬間から逆算すると、この原点にある粒子は平均位置を通って正の方向に単純に移動していることがわかります。
