Hoofdstuk 9 Natuurkunde - Golven
9.1 Lopende golven
Lopende golf
Evenwichtsstand
Golf
Harmonische trilling
Sinusvormige
Golflengte
Amplitude
Trillingstijd
Voortplantingssnelheid
Golfsnelheid
Golffront
Transversale golf
Longitudinale golf
Eendimensionale
Geluidssnelheid
Medium
Mechanische golven
Lichtsnelheid
Als de verplaatsing van een trilling tijd kost, is het een lopende golf. Ieder punt trilt om een
evenwichtsstand. Er wordt energie doorgegeven, zodat ook de volgende punten in trilling
komen. Het verschijnsel waarbij trillingsenergie wordt doorgegeven aan volgende punten
noem je een golf. Een golf transporteert enkel energie, geen deeltjes.
Bij een harmonische trilling ontstaan er een sinusvormige golven. De lengten van deze
golven noem je de golflengte (λ). De amplitude (A) van de lopende golf is even groot als die
van de trilling. Bij een grotere amplitude geeft de golf meer energie door. De kop van een
golf, heet het golffront. De golflengte is de afstand waarover de kop van de golf zich in een
trillingstijd (T) met snelheid (v) verplaatst. De trillingstijd is de tijd dat 1 trilling nodig heeft.
De frequentie is de hoeveelheid trillingen per seconde. De voortplantingssnelheid of
golfsnelheid (v) is de snelheid waarmee de golf beweegt. In formule: λ=v ⋅T of v=f ⋅ λ .
Bij een transversale golven ontstaan er
patronen van bergen en dalen. De
trillingsrichting staat dan loodrecht op de
voortplantingsrichting van de golf. Bij een
longitudinale golf beweegt de trilling in de
, lengterichting, dezelfde richting waarin de golf zich voortplant. Er ontstaat een patroon van
verdichtingen en verdunningen.
Er zijn verschillende soorten golven:
- In snaren lopen eendimensionale transversale golven.
- Geluidsgolven zijn driedimensionale en longitudinale golven. Ze verspreiden zich
over steeds groter wordende bollen. Het zijn drukgolven, verdichtingen en
verdunningen van lucht veroorzaken geluid. De voortplantingssnelheid of
geluidssnelheid is karakteristiek per stof.
- Vloeistoffen kunnen op twee manieren golven. Als je iets in het water gooit loopt er
aan de oppervlakte van het water een transversale, tweedimensionale golf: je ziet
groter wordende cirkels. De golfsnelheid neemt af naarmate het water ondieper
wordt. In vloeistoffen kunnen ook driedimensionale, longitudinale golven lopen. Er
lopen nooit transversale trillingen omdat deeltjes een transversale trilling niet aan
elkaar kunnen overdragen.
- Door vaste stoffen lopen zowel longitudinale als transversale driedimensionale
golven.
Alle bovenstaande golven planten zich voort door een medium (bijvoorbeeld lucht), een
tussenstof. Je noemt ze ook wel mechanische golven.
Elektromagnetische golven zoals licht kunnen zich ook in een vacuüm voortplanten. Ze zijn
driedimensionaal en transversaal. De voortplantingssnelheid (de lichtsnelheid) (c) is gelijk in
een vacuüm. Deze snelheid neemt af als de golf in een ander medium komt.
9.2 Golven in diagrammen
(u,x)-diagram
(u,t)-diagram
Faseverschil
In een (u,x)-diagram staat op de horizontale as de plaatst (x) uit en op de verticale as de
uitwijking (u). In het diagram kan je de golflengte en de amplitude van een (oneindig) groot
aantal punten aflezen. Het zegt echter alleen iets over één enkel tijdstip en is dus een
momentopname. In een (u,t)-diagram kan je de trillingstijd en de amplitude aflezen van één
enkel punt. Het laat het vervolg van de trilling in dat specifieke punt zien.
9.1 Lopende golven
Lopende golf
Evenwichtsstand
Golf
Harmonische trilling
Sinusvormige
Golflengte
Amplitude
Trillingstijd
Voortplantingssnelheid
Golfsnelheid
Golffront
Transversale golf
Longitudinale golf
Eendimensionale
Geluidssnelheid
Medium
Mechanische golven
Lichtsnelheid
Als de verplaatsing van een trilling tijd kost, is het een lopende golf. Ieder punt trilt om een
evenwichtsstand. Er wordt energie doorgegeven, zodat ook de volgende punten in trilling
komen. Het verschijnsel waarbij trillingsenergie wordt doorgegeven aan volgende punten
noem je een golf. Een golf transporteert enkel energie, geen deeltjes.
Bij een harmonische trilling ontstaan er een sinusvormige golven. De lengten van deze
golven noem je de golflengte (λ). De amplitude (A) van de lopende golf is even groot als die
van de trilling. Bij een grotere amplitude geeft de golf meer energie door. De kop van een
golf, heet het golffront. De golflengte is de afstand waarover de kop van de golf zich in een
trillingstijd (T) met snelheid (v) verplaatst. De trillingstijd is de tijd dat 1 trilling nodig heeft.
De frequentie is de hoeveelheid trillingen per seconde. De voortplantingssnelheid of
golfsnelheid (v) is de snelheid waarmee de golf beweegt. In formule: λ=v ⋅T of v=f ⋅ λ .
Bij een transversale golven ontstaan er
patronen van bergen en dalen. De
trillingsrichting staat dan loodrecht op de
voortplantingsrichting van de golf. Bij een
longitudinale golf beweegt de trilling in de
, lengterichting, dezelfde richting waarin de golf zich voortplant. Er ontstaat een patroon van
verdichtingen en verdunningen.
Er zijn verschillende soorten golven:
- In snaren lopen eendimensionale transversale golven.
- Geluidsgolven zijn driedimensionale en longitudinale golven. Ze verspreiden zich
over steeds groter wordende bollen. Het zijn drukgolven, verdichtingen en
verdunningen van lucht veroorzaken geluid. De voortplantingssnelheid of
geluidssnelheid is karakteristiek per stof.
- Vloeistoffen kunnen op twee manieren golven. Als je iets in het water gooit loopt er
aan de oppervlakte van het water een transversale, tweedimensionale golf: je ziet
groter wordende cirkels. De golfsnelheid neemt af naarmate het water ondieper
wordt. In vloeistoffen kunnen ook driedimensionale, longitudinale golven lopen. Er
lopen nooit transversale trillingen omdat deeltjes een transversale trilling niet aan
elkaar kunnen overdragen.
- Door vaste stoffen lopen zowel longitudinale als transversale driedimensionale
golven.
Alle bovenstaande golven planten zich voort door een medium (bijvoorbeeld lucht), een
tussenstof. Je noemt ze ook wel mechanische golven.
Elektromagnetische golven zoals licht kunnen zich ook in een vacuüm voortplanten. Ze zijn
driedimensionaal en transversaal. De voortplantingssnelheid (de lichtsnelheid) (c) is gelijk in
een vacuüm. Deze snelheid neemt af als de golf in een ander medium komt.
9.2 Golven in diagrammen
(u,x)-diagram
(u,t)-diagram
Faseverschil
In een (u,x)-diagram staat op de horizontale as de plaatst (x) uit en op de verticale as de
uitwijking (u). In het diagram kan je de golflengte en de amplitude van een (oneindig) groot
aantal punten aflezen. Het zegt echter alleen iets over één enkel tijdstip en is dus een
momentopname. In een (u,t)-diagram kan je de trillingstijd en de amplitude aflezen van één
enkel punt. Het laat het vervolg van de trilling in dat specifieke punt zien.
