Kas ir stāvošs vilnis
Kas ir stāvošs vilnis
Stāvošais vilnis ir iejaukšanās parādībaRezultāts ir divu pretēju signālu pārklāšanās, kas darbojas paralēli viena otrai. Tas notiek, kad signāls tiek atspoguļots no barjeras. Pastāvīgo viļņu piemēri var būt svārstības virknē vai gaisā mūzikas instrumentos.
Ievads
Stāvošie viļņi var veidoties dažādosnosacījumi. Šo parādību visvieglāk demonstrēt ierobežotā telpā. Šo efektu var panākt, apvienojot divas svārstības ar tādu pašu viļņu garumu, kas izplatās pretējos virzienos. Abu signālu iejaukšanās dod iegūto viļņu, kas, no pirmā acu uzmetiena, nepārvietojas (tas ir, stāvot). Svarīgs nosacījums ir tāds, ka enerģija ir jāievada sistēmā ar noteiktu ātrumu. Tas nozīmē, ka ierosmes biežumam jābūt apmēram vienādam ar dabisko svārstību frekvenci. Šo koncepciju sauc arī par rezonansi. Stāvošie viļņi vienmēr ir saistīti ar rezonansi. Rezonanses izskatu var noteikt, strauji palielinot iegūto svārstību amplitūdu. Lai izveidotu pastāvīgus viļņus, daudz vairāk enerģijas tiek iztērēts, salīdzinot ar ceļojošiem viļņiem ar vienādām amplitūdām. Neaizmirstiet, ka jebkurā sistēmā, kurā ir stāvoši viļņi, ir daudz dabisko frekvenču. Visu iespējamo pastāvīgo viļņu daudzveidība ir pazīstama kā sistēmas harmonikas. Harmonikas vienkāršākā sauc par fundamentālu vai pirmo. Sekojošie stāvošie viļņi tiek saukti par otro, trešo, utt. Harmonikas, kas atšķiras no fundamentālajām, dažkārt tiek sauktas par apakštext. Stāvo viļņu veidi
Atkarībā no fiziskajām īpašībāmir vairāki stāvu viļņu veidi. Visus tos var nosacīti iedalīt trīs lielās grupās: vienvirziena, divdimensiju un trīsdimensiju. Vienmērīgie pastāvīgi viļņi parādās, kad ir plakana slēgta telpa. Šajā gadījumā vilnis var izplatīties tikai vienā virzienā: no avota līdz kosmosa robežai. Ir trīs apakšdeltas vienvirziena stāvošas viļņi: ar diviem mezgliem galos, ar vienu mezglu vidū un ar mezglu vienā vilnuma galā. Mezgls ir punkts ar mazāko signāla amplitūdu un enerģiju. Divdimensiju pastāvīgi viļņi rodas gadījumā, kad svārstības izplatās divos virzienos no avota. Pēc refleksijas no barjeras, rodas stāvošs viļņojums. Trīsdimensiju pastāvīgi viļņi ir signāli, kas izplatās telpā ar galīgu ātrumu. Šīs formas svārstību mezgli būs divdimensiju virsmas. Tas ļoti sarežģī viņu pētījumu. Šādu viļņu piemērs ir elektrona kustības orbītā atome. Praktiskā vērtība stāvošiem viļņiem
Pastāvīgi viļņi ir ļoti svarīgi mūzikā,jo skaņa ir vairāku svārstību kombinācija. Pareizs stīgu garuma un stinguma aprēķins ļauj sasniegt labāko šī vai tā instrumenta skanējumu. Stāvošie viļņi arī ir ļoti svarīgi fizikā. Izmantojot rentgena spektroskopijas metodi daļiņu izpētē, atspoguļotā signāla apstrāde ļauj noteikt objekta aptuveno kvantitatīvo un kvalitatīvo sastāvu.
