|
Undele in medii elastice
> Unde mecanice
Propagarea undelor apare aproape in toate domeniile fizicii. Suntem cu
totii familiarizati cu undele pe apa. Exista de asemenea unde sonore,
precum si unde luminoase, unde radio sau unde electromagnetice.
Undele mecanice isi au originea in deplasarea unei anumite portiuni dintr-
un mediu elastic de la pozitia sa normala,ducand la oscilatii in jurul
pozitiei de echilibru. Datorita proprietatilor elastice ale mediului,
perturbatia se transmite de la un strat vecin. Aceasta perturbatie sau
unda se propaga deci prin mediu. Observam ca mediul insusi nu se misca ca
un intreg odata cu propagare undei; diferitele portiuni ale mediului
oscileaza doar pe distante limitate. De exemplu in cazul undelor pe
apa,mici obiecte care plutesc cum ar fi dopurile de pluta, arata ca
miscarea reala a diferitelor portiuni de apa este usor in sus sau in
jos,inainte si inapoi. Cu toate aceste undele de apa se misca progresiv
de-a lungul apei. Atunci cand ele ating obiecte care plutesc le pun in
miscare,transferand astfel energie acestora. Energia poate fi transmisa
pe distante considerabile prin intermediul miscarii ondulatorii. Energia
undelor este energia cinetica si potentiala a substantei insa
transmiterea energiei se face prin trecerea ei de la o portiune de
substanta la cea vecina,nu printr-o miscare la distanta mare a
substantei insasi.
Undele mecanice sunt caracterizate prin transportul de energie prin
substanta datorita miscarii unei perturbatii in acea substanta fara vreo
miscare de ansamblu a substantei insasi.
Este necesara existenta unui mediu material pentru a transmite undele
mecanice. Nu avem insa nevoie de un astfel de mediu pentru a transmite
undele electromagnetice,lumina de exemplu trece liber prin spatiul vid
dintre stele. Proprietatile mediului care determina viteza unei unde prin
acel mediu sunt inertia si elasticitatea sa. Toate mediile materiale,
inclusiv de exemplu, apa, aerul sau otelul poseda aceste proprietati si
pot transmite astfel de unde mecanice. Elasticitatea este cea care da
nastere la forte de restabilire asupra oricarei portiuni de mediu
deplasata din pozitia sa de echilibru;inertia este aceea care ne spune
cum aceasta portiune deplasata de mediu va raspunde la aceste forte de
reestabilire. Acesti doi factori determina impreuna viteza undelor.
> Tipuri de unde
Putem distinge mai multe tipuri de unde ,considerand modul in care
miscarile particulelor de substanta sunt corelate cu directia de
propagare a undelor insesi. Daca miscarle particulelor materiale care
transmit unda sunt perpendiculare pe directia de propagare a undei avem o
unda transversala. De exemplu , cand o coarda verticala sub tensiune este
pusa sa oscileze inainte si inapoi la un capat, se va propaga o unda
transversala de-a lungul corzii.Perturbatia se misca de-a lungul corzii
insa particule |