Fysica
Lopende golven
1. Voortplanting van een storing – trilling
Waarom kan een trilling zich voortplanten?
- cohesiekracht tussen deeltjes
- traagheid
- energie overdragen, geen massa
Waarom neemt de amplitude af?
- wrijving deeltjes (warmte)
- energie verloren + verdeelt
2. Soorten lopende golven
Mechanische golven: middenstof
Elektronische golven: geen middenstof
Trilrichting: richting v.d. trilling
Voortplantingsrichting: richting waarin energie zich voortplant
Transversale golven: trilrichting loodrecht op voortplantingsrichting
Longitudinale golven: trilrichting valt samen met voortplantingsrichting
Voortplantingsrichtingen:
Lineair lopende- , oppervlakte- , ruimtegolven λ=v . T
v
Golflengte (λ,m)!! ¿
f
= kortste afstand van 2 punten die in fase trillen
3. Algemene uitdrukking van een eendimensionale lopende golf
Uitwijking in het punt y:
Rechtslopende golf: zin v.d. x-as ( y P= A . sin (. t−k . x) )
2π ❑ 2π
y P= A . sin 2 π ( Tt − xλ )
k =golfgetal= = =
λ v v .T
Linkslopende golf: tegen zin x-as ( y P= A . sin ( .t +k . x )= A . sin 2 π ( Tt + xλ )) y P= A . sin 2 π ( Tt + xλ )
Opmerking!
* 1 punt voorstellen, y(t)-diagram
* volledige golf voorstellen op 1 moment, y(x)-diagram
4. Energiestransport door een golf
Golffront: verzameling punten punten die op zelfde ogenblik beginnen trillen in
fase (verplaatst voortdurend)
1
, Golfstraal: voortplantingsrichting golf
Tekening:
Lopende golf:
Intensiteit (I, W/m2) = energie per m2 en per sec. geleverd door golf
P E
I= =
A t.A
Eigenschappen lopende golf
1. Terugkaatsing / reflectie
Zelfde midden en golfsnelheid (r = v . ∆t)
2. Breking / refractie
= golfstraal verandert van richting in ander midden, golfsnelheid verandert ook
sin i
n=brekingsindex= invalshoek, terugkaatsingshoek
sin r
3. Buiging / diffractie
= golfstraal verandert van richting aan opening of rand hindernis
Grote opening = onduidelijke buiging
Beginsel van HUYGENS: elk punt van een golffront gedraagt zich als een puntbron waaruit trillingen voortplanten
I. buiging kleine opening
II. buiging grote opening
III. buiging hindernis
zie boek p. 15
4. Interferentie
= samenstellen golven afkomstig 2 coherente trillingsbronnen gelijktijdig in 1 gebied
Trillingsbronnen moeten coherent zijn! (zelfde f & constant faseverschil)
- Buiken: golven versterken elkaar
λ
r1 – r2 = 2n .
2
volle lijn: golftop, in fase puntbron
stippellijn: golfdal, in tegenfase puntbron
2x vol: constructieve interferentie
2x stip: constructieve interferentie
1x vol + 1x stip: deconstructieve interferentie
2
Lopende golven
1. Voortplanting van een storing – trilling
Waarom kan een trilling zich voortplanten?
- cohesiekracht tussen deeltjes
- traagheid
- energie overdragen, geen massa
Waarom neemt de amplitude af?
- wrijving deeltjes (warmte)
- energie verloren + verdeelt
2. Soorten lopende golven
Mechanische golven: middenstof
Elektronische golven: geen middenstof
Trilrichting: richting v.d. trilling
Voortplantingsrichting: richting waarin energie zich voortplant
Transversale golven: trilrichting loodrecht op voortplantingsrichting
Longitudinale golven: trilrichting valt samen met voortplantingsrichting
Voortplantingsrichtingen:
Lineair lopende- , oppervlakte- , ruimtegolven λ=v . T
v
Golflengte (λ,m)!! ¿
f
= kortste afstand van 2 punten die in fase trillen
3. Algemene uitdrukking van een eendimensionale lopende golf
Uitwijking in het punt y:
Rechtslopende golf: zin v.d. x-as ( y P= A . sin (. t−k . x) )
2π ❑ 2π
y P= A . sin 2 π ( Tt − xλ )
k =golfgetal= = =
λ v v .T
Linkslopende golf: tegen zin x-as ( y P= A . sin ( .t +k . x )= A . sin 2 π ( Tt + xλ )) y P= A . sin 2 π ( Tt + xλ )
Opmerking!
* 1 punt voorstellen, y(t)-diagram
* volledige golf voorstellen op 1 moment, y(x)-diagram
4. Energiestransport door een golf
Golffront: verzameling punten punten die op zelfde ogenblik beginnen trillen in
fase (verplaatst voortdurend)
1
, Golfstraal: voortplantingsrichting golf
Tekening:
Lopende golf:
Intensiteit (I, W/m2) = energie per m2 en per sec. geleverd door golf
P E
I= =
A t.A
Eigenschappen lopende golf
1. Terugkaatsing / reflectie
Zelfde midden en golfsnelheid (r = v . ∆t)
2. Breking / refractie
= golfstraal verandert van richting in ander midden, golfsnelheid verandert ook
sin i
n=brekingsindex= invalshoek, terugkaatsingshoek
sin r
3. Buiging / diffractie
= golfstraal verandert van richting aan opening of rand hindernis
Grote opening = onduidelijke buiging
Beginsel van HUYGENS: elk punt van een golffront gedraagt zich als een puntbron waaruit trillingen voortplanten
I. buiging kleine opening
II. buiging grote opening
III. buiging hindernis
zie boek p. 15
4. Interferentie
= samenstellen golven afkomstig 2 coherente trillingsbronnen gelijktijdig in 1 gebied
Trillingsbronnen moeten coherent zijn! (zelfde f & constant faseverschil)
- Buiken: golven versterken elkaar
λ
r1 – r2 = 2n .
2
volle lijn: golftop, in fase puntbron
stippellijn: golfdal, in tegenfase puntbron
2x vol: constructieve interferentie
2x stip: constructieve interferentie
1x vol + 1x stip: deconstructieve interferentie
2
