ДЛИНА ВОЛНЫ и частота (формула и онлайн-расчет)

Расчет

Введите данные в какое-либо поле, остальные параметры будут расчитаны автоматически.
Если в какой-либо области изменения данных, другие автоматически пересчитываются.
В качестве десятичной запятой можно использовать как запятую, так и точку.

Обнаруженны NaN, проверьте, что вы ввели в поле
корректные данные, то есть без букв и других символов.

Коэффициент укорочения

Для расчета петель симметризационных и окурки коаксиального кабеля должны быть приняты во внимание коэффициент укорочения k. Для коаксиальный кабель с пеной диэлектрика
k = 0,81 и для кабеля с полиэтиленовым диэлектриком составляет k = 0,66.
Коэффициент укорочения не может быть равен нулю.
Если вы не понимаете антенная технологии, оставить укорочение фактора всегда 1.

Точность расчета

Расчет зависит от скорости распространения электромагнитных волн = скорость света. Для иллюстративных целей, расчет подсчитывает только округленное значение (в вакууме)

    c = 300 000 000 m/s
Для точных расчетов распространения в вакууме должны ввести:
    c = 299 792 458 m/s
Скорость распространения электромагнитных волн различных материалов ниже.

Формулы

Длина волны (лямбда)	λ =	300 / f	[m]
Частота	f =	300 / λ	[MHz]

λ … длина одной волны

T … время

Длина волны и частота

Дополнительная информация для расчета длины волны и частоты. можно найти в Википедии в соответствующих паролей (см ссылки ниже)

Расчет длины волны онлайн

Ссылки

---

ПЛАНКА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 26. Москва, 2014, стр. 353

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: А. В. Масалов

ПЛА́НКА ЗАКО́Н ИЗЛУЧЕ́НИЯ, опи­сы­ва­ет спек­траль­ное рас­пре­де­ле­ние энер­гии элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния, на­хо­дя­ще­го­ся в те­п­ло­вом рав­но­ве­сии с ве­ще­ст­вом при за­дан­ной тем­пе­ра­ту­ре. Идеа­ли­зи­ро­ван­ной мо­де­лью рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния слу­жит элек­тро­маг­нит­ное по­ле внут­ри по­лос­ти, рас­по­ло­жен­ной в на­гре­том ве­ще­ст­ве, при ус­ло­вии, что стен­ки ве­ще­ст­ва не­про­зрач­ны для из­лу­че­ния. Спектр та­ко­го рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния на­зы­ва­ют спек­тром из­лу­че­ния аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла. Объ­ём­ная плот­ность энер­гии из­лу­че­ния $u_ω$, при­хо­дя­щей­ся на еди­нич­ный ин­тер­вал час­тот $ω$, вы­ра­жа­ет­ся т.{\hbar ω/kT}-1},$$ где $T$ – аб­со­лют­ная темп-ра, $k$ – по­сто­ян­ная Больц­ма­на, $c$ – ско­рость све­та, $\hbar$  – по­сто­ян­ная План­ка. Т. о., по спек­тру из­лу­че­ния аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла мож­но оп­ре­де­лить его тер­мо­ди­на­мич. темп-ру. Эта фор­му­ла бы­ла вы­ве­де­на М. План­ком в 1900 в ре­зуль­та­те рас­смот­ре­ния ба­лан­са об­ме­на энер­ги­ей ме­ж­ду дву­мя ви­да­ми ос­цил­ля­то­ров: час­ти­ца­ми ве­ще­ст­ва, по­гло­щаю­щи­ми и ис­пус­каю­щи­ми из­лу­че­ние на час­то­те $ω$, и ос­цил­ля­то­ра­ми, пред­став­ляю­щи­ми элек­тро­маг­нит­ное по­ле той же час­то­ты. Планк пред­по­ло­жил, что та­кие ос­цил­ля­то­ры мо­гут на­хо­дить­ся толь­ко в со­стоя­ни­ях с дис­крет­ной энер­ги­ей и об­ме­ни­ва­ют­ся ме­ж­ду со­бой кван­та­ми энер­гии ве­ли­чи­ной $Δ\mathscr {E}=\hbar ω$. Зна­че­ние ко­эф. про­пор­цио­наль­но­сти $\hbar$ ме­ж­ду час­то­той ос­цил­ля­то­ра и ве­ли­чи­ной кван­та энер­гии Планк ус­та­но­вил ис­хо­дя из экс­пе­рим. дан­ных: $\hbar$=1,054·10

–34 Дж·с.3}\cdot kT.$$ Фор­му­ла Рэ­лея – Джин­са при­ме­ни­ма толь­ко для ма­лых час­тот ($\hbar ω≪kT$), т. к. она пред­ска­зы­ва­ет не­ог­ра­ни­чен­ный рост плот­но­сти энер­гии, а зна­чит, и пол­ной энер­гии из­лу­че­ния, с рос­том час­то­ты (т. н. ульт­ра­фио­ле­то­вая ка­та­ст­ро­фа), что на­хо­дит­ся в про­ти­во­ре­чии с экс­пе­рим. дан­ны­ми. Имен­но для сня­тия это­го про­ти­во­ре­чия М. Планк вы­дви­нул пред­по­ло­же­ние о дис­крет­ном на­бо­ре энер­гий ос­цил­ля­то­ра элек­тро­маг­нит­но­го по­ля; по­лу­чен­ная им фор­му­ла хо­ро­шо со­гла­су­ет­ся с экс­пе­рим. дан­ны­ми.

Фор­му­ла План­ка кон­кре­ти­зи­ру­ет весь­ма об­щее со­от­но­ше­ние для плот­но­сти энер­гии рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния, ус­та­нов­лен­ное В. Ви­ном (см. Ви­на за­кон сме­ще­ния), и со­гла­су­ет­ся с ус­та­нов­лен­ным ра­нее Сте­фа­на – Больц­ма­на за­коном из­лу­че­ния, ут­вер­ждаю­щим, что пол­ная (по всем час­то­там) плот­ность энер­гии про­пор­цио­наль­на чет­вёр­той сте­пе­ни темп-ры.

Хо­тя фор­му­ла План­ка вы­ве­де­на для опи­са­ния рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния в по­лос­ти на­гре­то­го ве­ще­ст­ва, она ока­зы­ва­ет­ся при­год­ной и для опи­са­ния спек­траль­но­го рас­пре­де­ле­ния лу­чи­стой энер­гии, ис­пус­кае­мой ре­аль­ны­ми те­ла­ми в ок­ру­жаю­щее про­стран­ст­во. Ре­ги­ст­ра­ция спек­тров из­лу­че­ния звёзд и их со­пос­тав­ле­ние с фор­му­лой План­ка яв­ля­ет­ся осн. ме­то­дом ус­та­нов­ле­ния темп-ры их по­верх­но­сти. Этим спо­со­бом мож­но из­ме­рять так­же темп-ру на­гре­тых тел в зем­ных ус­ло­ви­ях, что осо­бен­но важ­но для рас­ка­лён­ных ме­тал­лов и ке­ра­мик, где не­при­ме­ни­мы тра­диц. дат­чи­ки темп-ры. П. з. и. ис­поль­зу­ют для опи­са­ния по­то­ков лу­чи­стой энер­гии в эта­ло­нах яр­ко­сти из­лу­че­ния, не­об­хо­ди­мых для аб­со­лют­ной ка­либ­ров­ки при­ём­ни­ков све­та.

Решаем задачу по физике — часть Б

Сентябрь 6, 2010 iege 06:50 pm — Решаем задачу по физике — часть Б Задача: Электрический колебательный контур радиоприёмника настроен на длину волны λ. Как изменится период колебаний в контуре, их частота и соответствующая им длина волны, если площадь пластин конденсатора уменьшить? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: увеличилась; уменьшилась; не изменилась. Читаем: Электрический колебательный контур радиоприёмника настроен на длину волны λ. Имеется колебательный контур (в данном случае, очевидно, только LC — катушка индуктивности и конденсатор), в котором колебания происходят с частотой ω, обратно пропорциональной длине волны λ. Как изменится период колебаний в контуре, их частота и соответствующая им длина волны, если площадь пластин конденсатора уменьшить? Данное предложение авторы задачи, не смотря ни на что, выразили понятно 🙂 . Думаем: Период колебаний в контуре, их частота и соответствующая им длина волны зависят друг от друга, поэтому можно найти изменение лишь одного параметра, а остальные выразить через него. Осталось вспомнить формулы и всё решится само собой. Частота колебаний обратно пропорциональна корню из LC. Ёмкость конденсатора прямо пропорциональна площади пластин. Частота обратно пропорциональна длине волны, а длина волны прямо пропорциональна периоду. Решаем: При уменьшении площади пластин конденсатора, его ёмкость уменьшится, увеличится частота колебаний и уменьшатся длина волны и период. Ответ: Период колебаний — 2) уменьшится, Частота колебаний — 1) увеличится, Длина волны — 2) уменьшится (ну и здесь всё, как всегда, проверено). Примечание: Колебательные процессы есть везде, поэтому очень полезно знать все уравнения гармонических колебаний и понимать, что такое амплитуда, длина волны, частота, период и фаза. Это необходимо обязательно выучить наизусть, так как пригодится ещё не раз (если Вы будете поступать на технические специальности). Запомнить просто: размерность круговой частоты ω — радианы (характерная часть уравнения гармонических колебаний — sin ωt, а синус (или косинус) всегда берётся от радиан). размерность периода T — секунды (так как это время). размерность длины волны λ — метры (см. формулу выше). размерность частоты колебаний ν — обратная величина периода — 1/секунды = Герцы. хорошо оформлено! это откуда такая схемотичность и красота? From: iege Date: Сентябрь 6, 2010 07:17 pm (Link) From: ignik Date: Сентябрь 6, 2010 11:23 pm (Link) Простите, но это не «задача по физике». Это — упражнение в литературе и, возможно, в html вёрстке. P.S. Единственная проблема — понять что написано в условии. «Уменьшение площади пластин конденсатора при переходе к системе отсчёта наблюдателя» 😉 From: iege Date: Сентябрь 6, 2010 11:46 pm (Link) Это именно задача по физике. Возможно Вам и не составило бы труда её решить, но я думаю, что многим такой подробный разбор может помочь. p.s.: к чему, интересно, эта картинка? From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 02:11 am (Link) А в чём, собственно, физика?! В условии очень много совершенно лишних слов, запутывающих решающего и не имеющего *ни малейшего отношения к физике процесса*. К чему эти дурацкие пункты 1,2,3? К ЕГЭ? Извините но ЕГЭ — это умение правильно ставить галочки для идиотов. К физике оно отношения не имеет. Вопрос «как зависит ёмкость конденсатора от геометрии обкладок» в задаче раскрыт неверно. Потому как Вы не указали при каком физическом процессе уменьшается площадь пластин конденсатора. При охлаждении? При изменении системы отсчёта наблюдателя? При замене конденсатора на совершенно другой, обладающий иными параметрами? А чёрт его знает. Буратино не отдаст яблоки 😉 Далее. Если речь идёт о колебательном контуре радиоприёмника, то правильный ответ: Хочется верить, что технический персонал радиостанции трезв и не крутит чо попало.Изменится, извините, добротность. Вот за это я не люблю КоЗу в её ЕГЭшном выражении. P.S. Вы действительно не знаете, что изображено на картинке?! From: iege Date: Сентябрь 7, 2010 07:34 am (Link) Для того я и написал раздел «Читаем». И там про радиоприёмник ни слова. Там как раз поставлен топорный вопрос, ответ на который можно легко дать, зная пару формул. Да, ЕГЭ не учит детей, но, по моему мнению, экзамены вообще не помогают учиться. Я же в своём посте изложил как раз правильное понимание того, чего требуется в ЕГЭ, а не того, что нужно в университете. Неужели Вы полагаете, что 90% абитуриентов, сдающих физику, должны иметь глубокие познания в радиотехнике? Хорошо, конечно, если имеют, но в физике есть ещё некоторые разделы. А помимо физики надо сдавать ещё математику, русский язык, историю и пр. И везде абитуриент должен показывать знания на уровне университета? Я согласен только с тем, что с точки зрения специалиста, данная задача является некорректной. p.s.: я имел ввиду уместность данной картинки в комментарии. Поставили хотя бы width=300, говоря о html разметке. From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 08:58 am (Link) Этот форум — по *физике* на русском языке. ЕГЭ сдаётся на российском языке. Именно поэтому все подобные упражнения к физике, как мы её знаем, не имеют *ни малейшего отношения*. Как раз следовало бы отметить, что слово «радиоприёмник» употреблено именно для того, чтобы отсечь наиболее грамотных, вдумчивых, толковых абитуриентов, понимающих, что частота колебаний в контуре радиоприёмника не изменяется, изменяется только амплитуда. P.S. Увы, я не имею возможность исправлять текст своих комментариев — lj не позволяет. From: iege Date: Сентябрь 7, 2010 09:13 am (Link) Мне кажется, Вы слишком категоричны. К сожалению, тут слишком много чего необходимо пропускать, чтобы корректно «прочитать» условие такой задачи. Да, возможно, данная задача к практике и близко не стояла, но что-то ведь, похожее на правду, там есть? Тем более нам с Вами хорошо, беседуем тут, а людям это сдавать через полгода 🙂 . А в моём «упражнении» (в отличие от ЕГЭшных решебников) есть, на что обратить внимание (например на то, что необходимо понимать уравнения колебательных процессов). p.s.: Спасибо Вам за то, что обратили такое пристальное внимание на проблему «профпригодности» такой физики. Уверен, абитуриенты, прочитавшие Ваши комментарии, будут благодарны за расширение их познаний в радиотехнике (особенно по части наглядных пособий 🙂 ). по какому поводу доебался… зачем такая картинка-простыня… непонятно 🙂 From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 02:54 am (Link) По тому поводу, что приведённый topicstarter’ом ответ — неверный. Потому как он умеет только формулы рисовать, а физики процесса не понимает. Картинка — какую быстро нашёл. Хорошо, пусть такая будет: а что не так-то? в таких конденсаторах изменяется эффективная площадь обкладок, изменяется емкость, изменяется резонансная частота, т.е. частота настройки контура и соответствующая ей длина волны From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 03:13 am (Link) Период колебаний в контуре не изменится . Изменится добротность. При прочих неизменных как корень от площади 😉 Это как раз хороший пример того, почему ЕГЭ не просто плох, а безобразен. поразвернутей можно? если я крутану ручку этого агрегата, его емкость не изменится? и резонансная частота контура с этим агрегатом тоже не изменится? From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 03:30 am (Link) Вопрос был: «Как изменится период колебаний в контуре». Резонансная частота изменится, но радиостанция про это не знает. да, было бы неплохо добавить слово «собственных», но это подразумевается. В школе, на сколько я помню, практически не касаются вынужденных колебаний и добротности From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 03:54 am (Link) Ну можно конечно говорить о гетеродинных приёмниках etc. Но это вряд ли. Нет во входной цепи простейшего детекторного радиоприёмника никаких собственных колебаний. Если в нонешней школе нет добротности, то это просто позор какой-то, посчитать потери мощности в зависимости от сопротивления катушки вполне доступно школьнику умеющему делить/умножать и извлекать при помощи лопаты калькулятора квадратный корень, чего там умного то?! При наличии в вариантах ответа «не изменилась» умный мальчик выберет именно его. И пролетит с ЕГЭ. Но именно такой мальчик нужен на физфаке. Потому то и набирают большинство студентов на олимпиадах… Отдельно меня ставит в тупик «площадь пластин конденсатора уменьшить». Я понимаю как уменьшить расстояние между пластинами конденсатора. Я понимаю как уменьшить коэффициент перекрытия КПЕ. Но из физических процессов уменьшения площади пластин мне приходит в голову только два — по-видимости не рассматриваемые в школе вопросы теории относительности (замнём для ясности) и температурное охлаждение конденсатора. И тут правильный мальчик должен вспомнить, что ёмкость пропорциональна площади и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами, а площадь — как квадрат, и потому ёмкость обратно пропорциональна температуре. Но из физических процессов уменьшения площади пластин мне приходит в голову только два — по-видимости не рассматриваемые в школе вопросы теории относительности (замнём для ясности) и температурное охлаждение конденсатора. Надо быть проще. Школьник подходит к школьному плоскому конденсатору и ножницами отрезает от пластин по кусочку. From: ignik Date: Сентябрь 7, 2010 04:31 am (Link) Буду проще: после этого процесса не то, что контура, но и радиоприёмника не останется. Вот обложка журнала 80-летней давности в тему: 🙂 Зер гуд ставлю 5 балов.

В чем заключается эффект Доплера?

Эффект Доплера или доплеровский сдвиг возникает при движении наблюдателя относительно источника излучения (или наоборот) и заключается в изменении длины волны или частоты сигнала. Это явление, обнаруженное австрийским физиком Кристианом Доплером в 1803 году, может проявляться по-разному. Классическим примером данного эффекта является слышимое изменение высоты звука от проезжающей мимо машины скорой помощи. Программное обеспечение COMSOL Multiphysics® позволяет эффективно моделировать эффект Доплера в акустических системах и приложениях.

Первоначальная версия статьи была написана Александрой Фоули (Alexandra Foley) и опубликована 15 июля 2013 года. По сравнению с оригиналом данная заметка была значительно переработана, в неё были добавлены новые материалы и анимации на основе обновлённой версии демонстрационной модели, созданной в нашем пакете.

Суть эффекта Доплера

Мы часто сталкиваемся с эффектом Доплера, улавливая изменение высоты тона звука вследствие движения источника звука относительно неподвижного наблюдателя или, наоборот, при движении приемника относительно неподвижного излучателя. Когда источник звука неподвижен, звук, который мы слышим (будучи также в неподвижном состоянии), имеет ту же высоту (частоту), что и звук, непосредственно излучаемый источником.

Звуковые волны, распространяющиеся от неподвижного источника звука в однородном потоке флюида. Данная постановка аналогична случаю, когда источник движется с постоянной скоростью.

При движении источника, звук, который мы слышим, изменяется. Вернёмся к примеру с машиной скорой помощи. Когда она проезжает мимо, сирена звучит иначе, чем если бы мы стояли непосредственно рядом с ней все время. Высота звука, создаваемого сиреной машины скорой помощи, изменяется, когда она приближается, проезжает прямо мимо нас и уезжает.

В процессе приближения машины каждая последующая звуковая волна излучается с более близкого расстояния, чем предыдущая. Из-за этого изменения положения для каждой последующей волны уменьшается время, за которое она доходит до нас. Следовательно, уменьшается расстояние между гребнями волны (длина волны), а значит частота волны увеличивается и звук воспринимается, как более высокий.

Это работает и в противоположном направлении. Когда источник звука удаляется, волны идут до нас всё дольше и дольше. Длина волны увеличивается, воспринимаемая частота уменьшается, высота звука понижается. Аналогичный эффект будет наблюдаться, если мы сами будет проезжать мимо припаркованной машины скорой помощи. В этом случае наблюдатель, то есть мы, движется к источнику. Каждая последующая звуковая волна всё быстрей доходит до нас по мере приближения.

Визуализация ещё одного примера эффекта Доплера

Другим наглядным примером эффекта Доплера является распространение волн на поверхности водоема. К примеру, жук лежит на поверхности лужи. Когда жук неподвижен, он все равно двигает конечностями, чтобы оставаться на плаву. Эти возмущения флюида распространяются по направлению от жука на поверхности воды в виде сферических волн.

Если жук начинает плыть, то это влияет на поток воды вокруг него. Пики волн следуют ближе друг к другу, когда жук приближается к нам и, наоборот, дальше, когда он уплывает. На анимации выше концептуально показано распространение волн на воде со скоростью, которая намного медленнее, чем скорость звука. Из-за маленькой скорости эффект Доплера в данном случае можно увидеть невооружённым глазом.

Численное моделирование эффекта Доплера

С использованием программного обеспечения COMSOL Multiphysics® и уникальных возможностей модуля расширения Акустика можно смоделировать эффект Доплера и рассчитать изменение частоты для источника, движущегося с заданной скоростью. Предположим, что воздух вокруг источника звука (в данном случае – это скорая помощь) движется со скоростью V = 50 м/с в отрицательном направлении по оси z. Также будем считать, что наблюдатель стоит на расстоянии 1 метра от скорой помощи, когда она проезжает мимо. На изображении ниже показан график зависимости звукового давления от расстояния для двух противоположных случаев, когда машина приближается и отдаляется от наблюдателя.

На этом графике по оси x представлено расстояние от машины скорой помощи до наблюдателя. Сплошной линией обозначен график звукового давления, которое воспринимает наблюдатель при приближении машины, а пунктирной линией — давление при удалении машины.

Представленный график позволяет увидеть, как амплитуда волны (или давление) быстрее уменьшается при удалении машины скорой помощи от наблюдателя по сравнению с тем, когда она приближается. Изменение амплитуды волны подтверждает наш эмпирический опыт: сирена становится тише по мере удаления от нас машины скорой помощи. Скорость, с которой уровень звука уменьшается при удалении скорой помощи, намного выше, чем скорость, с которой звук становится выше при приближении машины (как показано на графике выше).

Давайте теперь взглянем на этот эффект в немного другом представлении. Мы можем визуализировать уровень звукового давления вокруг источника звука. Помните, что источник движется в положительном направлении по оси z.

Распределение уровня звукового давления вокруг источника звука градиентом цвета и контурными линиями. Отчетливо видно, что самый внешний контур проходит через внутреннюю часть области моделирования к внешнему слою с идеально согласованными слоями (PML), область которые не показан на графике. Указанный факт также подтверждает тот факт, что звук ниже источника больше, чем над ним.

Другие примеры эффекта Доплера

Эффект Доплера проявляется (и используется) в самых различных приложениях. Одним из распространённых примеров является доплеровский радар, волновой пучок которого направляется на движущийся объект. Зная время, в течении которого волновой пакет доходит до цели, отражается и возвращается обратно к передатчику, можно рассчитать скорость цели. Доплеровский радар используется полицейскими для обнаружения машин, которые движутся быстрее, чем установленное скоростное ограничение.

Эффект Доплера также используется в астрономии для определения направления и скорости, с которой звёзды, планеты и галактики движутся относительно Земли. Измеряя изменение «цвета» электромагнитных волн, астроном может определить радиальную скорость небесного тела. В данном случае обычно оперируют терминами redshift или blueshift, т.е. красное или синее смещение. Если вы заметите «красную» звезду, это значит, что она довольно далеко от Земли. Кроме того, это явный индикатор того, что Вселенная расширяется!

Эффект Доплера также используется в метеорологических прогнозах, гидролокаторах, медицинской интроскопии, измерении кровотока и спутниковой связи.

Дальнейшие шаги

Нажмите на кнопку ниже, чтобы самостоятельно попробовать смоделировать эффект Доплера. При наличии учетной записи COMSOL Access и действующей лицензии на программное обеспечение вы сможете загрузить MPH-файл учебной модели, описанной в данной заметке.

Дополнительные материалы

формула связывающая скорость распространения волны с длиной волны и периодом? (физика)

На столе лежит предмет. Сумма равнодействующих сил равна 2 Н. Как будет двигаться тело, если его масса 500 г?с ускорением 4 м/с2с постоянной скоростю … 2 м/сс постоянной скоростью 4 м/с

Мальчик массой 51 кг бежит со скоростью 4,6 м/с навстречу тележке массой 54 кг, движущейся со скоростью 4 м/с, и вскакивает на неё. Определи скорость  … тележки в тот момент, когда мальчик вскочил на неё​

Визначте масу тіла, яке під дією сили 50 Н рухається за законом х=2t — 5t²

помогите пожалуйста с 2 заданием

Помогите пожалуйста!!!​ Прошу с подробным решением

Два автомобиля массами M1 и M2 (M1≥M2) движутся друг за другом так, как показано на рисунке, со скоростями V1 и V2 (V1≥V2) соответственно. После неупр … угого столкновения автомобили начинают двигаться как одно тело со скоростью V. Сформулируй закон сохранения импульса для данной системы тел в данной ситуации. Выбери правильный ответ из предложенных.   M2V2−M1V1=(M1−M2)V M1V1−M2V2=(M1+M2)V M1V1  +M2V2=(M1−M2)V M1V1+M2V2=(M1+M2)V​

1. Какой процесс происходит на промежутке АВ? 2. В какой момент времени вещество кристаллизовалось? 3. Чему равна температура плавления вещества? Тем … пература кристаллизации? 4. Почему при плавлении температура тела не меняется 5. Сколько длилось: а) нагревание твердого тела; плавление вещества; с) остывание жидкости?​

Мальчик массой 54 кг, бегущий со скоростью 3,7 м/с, догоняет тележку массой 61 кг, движущуюся со скоростью 1,5 м/с, и вскакивает на неё. Определи скор … ость тележки в тот момент, когда мальчик вскочил на неё ​

ведро с песком массой 20 кг поднимают вверх с ускорением 2,5 м на с², действуя на его вертикально вверх силой F. Найдите модуль силы F(СРОЧНО!!!)​

ведро с песком массой 20 кг поднимают вверх с ускорением 2,5 м на с², действуя на его вертикально вверх силой F. Найдите модуль силы F​

Скорость звука, частота и длина волны

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить шаг.
• Опишите взаимосвязь между скоростью звука, его частотой и длиной волны.
• Опишите влияние на скорость звука при его прохождении через различные среды.
• Опишите влияние температуры на скорость звука.

Рис. 1. Когда фейерверк взрывается, энергия света воспринимается раньше, чем энергия звука.Звук распространяется медленнее, чем свет. (Источник: Доминик Алвес, Flickr)

Звук, как и все волны, распространяется с определенной скоростью и имеет свойства частоты и длины волны. Вы можете наблюдать прямое свидетельство скорости звука, наблюдая за фейерверком. Вспышка взрыва видна задолго до того, как будет слышен его звук, что означает, что звук распространяется с конечной скоростью и намного медленнее света. Вы также можете напрямую ощущать частоту звука. Восприятие частоты называется шагом .Длина волны звука не воспринимается напрямую, но косвенное доказательство обнаруживается в корреляции размера музыкальных инструментов с их высотой звука. Маленькие инструменты, такие как пикколо, обычно издают звуки высокого тона, в то время как большие инструменты, такие как туба, обычно издают звуки низкого тона. Высокий тон означает небольшую длину волны, а размер музыкального инструмента напрямую зависит от длины волны звука, который он производит. Итак, небольшой инструмент издает коротковолновые звуки. Подобные аргументы утверждают, что большой инструмент издает длинноволновые звуки.

Соотношение скорости звука, его частоты и длины волны такое же, как и для всех волн: v _w = fλ, , где v _w — скорость звука, f — его частота, а λ — его длина волны. Длина волны звука — это расстояние между соседними идентичными частями волны, например, между соседними сжатиями, как показано на рисунке 2. Частота такая же, как у источника, и представляет собой количество волн, проходящих через точку на единицу. время.

Рис. 2. Звуковая волна исходит от источника, вибрирующего с частотой f , распространяется при V _w и имеет длину волны λ .

Из таблицы 1 видно, что скорость звука сильно различается в зависимости от носителя. Скорость звука в среде определяется сочетанием жесткости среды (или сжимаемости в газах) и ее плотности. Чем жестче (или менее сжимаема) среда, тем выше скорость звука.Это наблюдение аналогично тому факту, что частота простого гармонического движения прямо пропорциональна жесткости колеблющегося объекта. Чем больше плотность среды, тем медленнее скорость звука. Это наблюдение аналогично тому факту, что частота простого гармонического движения обратно пропорциональна массе колеблющегося объекта. Скорость звука в воздухе мала, потому что воздух сжимаемый. Поскольку жидкости и твердые тела относительно жесткие и их очень трудно сжимать, скорость звука в таких средах обычно выше, чем в газах.

Таблица 1. Скорость звука в различных средах
Средний	v w (м / с)
Газы при 0ºC
Воздух	331
Двуокись углерода	259
Кислород	316
Гелий	965
Водород	1290
Жидкости при 20ºC
этанол	1160
Меркурий	1450
Вода пресная	1480
Морская вода	1540
Ткани человека	1540
Твердые тела (продольные или насыпные)
Вулканизированный каучук	54
Полиэтилен	920
Мрамор	3810
Стекло, Pyrex	5640
Свинец	1960
Алюминий	5120
Сталь	5960

Землетрясения, по сути звуковые волны в земной коре, являются интересным примером того, как скорость звука зависит от жесткости среды.Землетрясения имеют как продольные, так и поперечные компоненты, и они распространяются с разной скоростью. Объемный модуль гранита больше, чем его модуль сдвига. По этой причине скорость продольных волн или волн давления (P-волны) при землетрясениях в граните значительно выше, чем скорость поперечных или поперечных волн (S-волны). Оба компонента землетрясений распространяются медленнее в менее твердом материале, таком как отложения. P-волны имеют скорость от 4 до 7 км / с, а S-волны, соответственно, имеют скорость от 2 до 5 км / с, причем обе они быстрее в более жестком материале.P-волна все больше опережает S-волну по мере прохождения через земную кору. Время между P- и S-волнами обычно используется для определения расстояния до их источника, эпицентра землетрясения.

Скорость звука зависит от температуры данной среды. Для воздуха на уровне моря скорость звука равна

.

[латекс] v _ {\ text {w}} = \ left (331 \ text {m / s} \ right) \ sqrt {\ frac {T} {273 \ text {K}}} \\ [/ latex] ,

, где температура (обозначенная как T ) выражена в градусах Кельвина.Скорость звука в газах связана со средней скоростью частиц в газе, v _rms , и что

[латекс] v _ {\ text {rms}} = \ sqrt {\ frac {3kT} {m}} \\ [/ latex],

, где k — постоянная Больцмана (1,38 × 10 ⁻²³ Дж / К), а м — масса каждой (идентичной) частицы в газе. Итак, разумно, что скорость звука в воздухе и других газах должна зависеть от квадратного корня из температуры. Хотя это и не является незначительным, это не сильная зависимость.При 0ºC скорость звука составляет 331 м / с, тогда как при 20,0ºC она составляет 343 м / с, то есть увеличение менее чем на 4%. На рисунке 3 показано использование летучей мышью скорости звука для определения расстояния. Эхо также используется в медицинской визуализации.

Рис. 3. Летучая мышь использует звуковое эхо, чтобы ориентироваться и ловить добычу. Время возврата эха прямо пропорционально расстоянию.

Одним из наиболее важных свойств звука является то, что его скорость почти не зависит от частоты. Эта независимость, безусловно, верна на открытом воздухе для звуков в слышимом диапазоне от 20 до 20 000 Гц.Если бы эта независимость была неправдой, вы бы наверняка заметили ее, например, в музыке, которую играет оркестр на футбольном стадионе. Предположим, что высокочастотные звуки распространяются быстрее — чем дальше вы находитесь от диапазона, тем больше звук низкочастотных инструментов будет отставать от звука высоких. Но музыка от всех инструментов поступает в ритме независимо от расстояния, и поэтому все частоты должны двигаться почти с одинаковой скоростью. Напомним, что

v _w = fλ.

В данной среде при фиксированных условиях v _w постоянно, так что существует связь между f и λ ; чем выше частота, тем меньше длина волны. См. Рисунок 4 и рассмотрим следующий пример.

Рис. 4. Поскольку они движутся с одинаковой скоростью в данной среде, низкочастотные звуки должны иметь большую длину волны, чем высокочастотные звуки. Здесь низкочастотные звуки издаются большим динамиком, называемым вуфером, а высокочастотные звуки издаются маленьким динамиком, называемым твитером.

Пример 1. Расчет длин волн: каковы длины волн слышимых звуков?

Рассчитайте длины волн звуков в крайних пределах слышимого диапазона, 20 и 20 000 Гц, в воздухе 30,0 ° C. (Предположим, что значения частоты указаны с точностью до двух значащих цифр.)

Стратегия

Чтобы найти длину волны по частоте, мы можем использовать v _w = fλ .

Решение

1. Определите известных. Значение для v _w , равно

.

[латекс] v _ {\ text {w}} = \ left (331 \ text {m / s} \ right) \ sqrt {\ frac {T} {273 \ text {K}}} \\ [/ latex] .

2. Преобразуйте температуру в градусы Кельвина, а затем введите температуру в уравнение

.

[латекс] v _ {\ text {w}} = \ left (331 \ text {m / s} \ right) \ sqrt {\ frac {303 \ text {K}} {273 \ text {K}}} = 348,7 \ text {m / s} \\ [/ латекс].

3. Найдите взаимосвязь между скоростью и длиной волны для λ :

[латекс] \ lambda = \ frac {v _ {\ text {w}}} {f} \\ [/ latex].

4. Введите скорость и минимальную частоту для получения максимальной длины волны:

[латекс] \ lambda _ {\ text {max}} = \ frac {348.7 \ text {m / s}} {20 \ text {Hz}} = 17 \ text {m} \\ [/ latex].

5. Введите скорость и максимальную частоту, чтобы получить минимальную длину волны:

[латекс] \ lambda _ {\ text {min}} = \ frac {348.7 \ text {m / s}} {20 000 \ text {Hz}} = 0,017 \ text {m} = 1,7 \ text {cm} \\ [/латекс].

Обсуждение

Поскольку произведение f , умноженное на λ , равняется константе, чем меньше f , тем больше должно быть λ , и наоборот.

Скорость звука может меняться при переходе звука от одного носителя к другому. Однако частота обычно остается той же, потому что она похожа на возбужденное колебание и имеет частоту исходного источника. Если v _w изменяется, а f остается прежним, тогда длина волны λ должна измениться. То есть, поскольку v _w = fλ , чем выше скорость звука, тем больше его длина волны для данной частоты.

Установление связи: домашнее расследование — голос как звуковая волна

Подвесьте лист бумаги так, чтобы верхний край бумаги был зафиксирован, а нижний край мог свободно двигаться. Вы можете приклеить верхний край бумаги к краю стола. Слегка подуйте возле края нижней части листа и обратите внимание, как он движется. Говорите мягко, а затем громче, чтобы звуки доходили до края нижнего края бумаги, и отметьте, как движется лист. Объясните эффекты.

Проверьте свое понимание

Часть 1

Представьте, что вы наблюдаете, как взрываются два фейерверка.Вы слышите взрыв одного из них, как только видите его. Однако вы видите другой фейерверк за несколько миллисекунд, прежде чем услышите взрыв. Объясните, почему это так.

Решение

Звук и свет движутся с определенной скоростью. Скорость звука меньше скорости света. Первый фейерверк, наверное, совсем рядом, поэтому разница в скорости не заметна. Второй фейерверк находится дальше, поэтому свет достигает ваших глаз заметно раньше, чем звуковая волна достигает ваших ушей.

Часть 2

Вы видите два музыкальных инструмента, которые не можете идентифицировать. Один воспроизводит звуки высокого тона, а другой — звуки низкого тона. Как вы могли определить, что есть что, не слыша, как они играют?

Решение

Сравните их размеры. Инструменты с высоким тоном обычно меньше по размеру, чем инструменты с низким тоном, потому что они генерируют меньшую длину волны.

Сводка раздела

• Соотношение скорости звука v _w , его частоты f и его длины волны λ определяется соотношением v _w fλ , что является таким же соотношением, указанным для всех волн. .
• В воздухе скорость звука связана с температурой воздуха T [латекс] v _ {\ text {w}} = \ left (\ text {331} \ text {m / s} \ right) \ sqrt { \ frac {T} {\ text {273} \ text {K}}} \\ [/ latex]. v _w одинаково для всех частот и длин волн.

Концептуальные вопросы

1. Чем звуковые колебания атомов отличаются от теплового движения?
2. Когда звук переходит из одной среды в другую, где скорость его распространения различна, изменяется ли его частота или длина волны? Кратко объясните свой ответ.

Задачи и упражнения

1. При ударе копьем оперное сопрано издает крик с частотой 1200 Гц. Какова его длина волны, если скорость звука 345 м / с?
2. На какой частоте звук имеет длину волны 0,10 м при скорости звука 340 м / с?
3. Рассчитайте скорость звука в день, когда частота 1500 Гц имеет длину волны 0,221 м.
4. (а) Какова скорость звука в среде, где частота 100 кГц дает длину волны 5,96 см? (б) Какое вещество в таблице 1, вероятно, это?
5. Покажите, что скорость звука в 20.Температура воздуха при 0ºC составляет 343 м / с, как указано в тексте.
6. Температура воздуха в пустыне Сахара может достигать 56,0ºC (около 134ºF). Какова скорость звука в воздухе при этой температуре?
7. Дельфины издают звуки в воздухе и в воде. Каково отношение длины волны звука в воздухе к длине волны в морской воде? Предположим, что температура воздуха составляет 20,0ºC.
8. Эхосигнал сонара возвращается к подводной лодке через 1,20 с после передачи. Какое расстояние до объекта, создающего эхо? (Предположим, что подводная лодка находится в океане, а не в пресной воде.)
9. (a) Если гидролокатор подводной лодки может измерять время эхо-сигнала с точностью до 0,0100 с, какова наименьшая разница в расстояниях, которые он может обнаружить? (Предположим, что подводная лодка находится в океане, а не в пресной воде.) (B) Обсудите ограничения, которые это временное разрешение накладывает на способность гидролокатора обнаруживать размер и форму объекта, создающего эхосигнал.
10. Физик на фейерверке измеряет время задержки между наблюдением взрыва и слышанием его звука и находит, что оно равно 0.400 с. (a) Как далеко находится взрыв, если температура воздуха [латекс] \ text {24.0 \ textordmasculine C} [/ latex] и если вы пренебрегаете временем, за которое свет достигает физика? (б) Рассчитайте расстояние до взрыва с учетом скорости света. Обратите внимание, что это расстояние незначительно больше.
11. Предположим, летучая мышь использует звуковое эхо, чтобы определить местонахождение своего насекомого-жертвы на расстоянии 3,00 м. (См. Рисунок 3.) (a) Рассчитайте время эхо-сигнала для температур 5,00 ° C и 35,0 ° C. (б) Какой процент неопределенности это вызывает у летучей мыши при обнаружении насекомого? (c) Обсудите значимость этой неопределенности и может ли она вызвать трудности у летучей мыши.(На практике летучая мышь продолжает использовать звук при приближении, устраняя большинство трудностей, связанных с этим и другими эффектами, такими как движение жертвы.)

Глоссарий

шаг: восприятие частоты звука

Избранные решения проблем и упражнения

1. 0,288 м

3. 332 м / с

5. [латекс] \ begin {array} {lll} {v} _ {\ text {w}} & = & \ left (\ text {331 m / s} \ right) \ sqrt {\ frac {T} {\ text {273 K}}} = \ left (\ text {331 m / s} \ right) \ sqrt {\ frac {\ text {293 K}} {\ text {273 K}}} \\ & = & \ text {343 м / с} \ end {array} \\ [/ latex]

7.0,223

9. (а) 7,70 м; (б) Это означает, что сонар хорош для обнаружения и определения местоположения крупных объектов, но он не может распознавать более мелкие объекты или обнаруживать детализированные формы объектов. Такие объекты, как корабли или большие самолеты, можно найти с помощью гидролокатора, а более мелкие части — другими способами.

11. (а) 18,0 мс, 17,1 мс; (б) 5,00%; (c) Эта неопределенность определенно могла вызвать трудности у летучей мыши, если бы она не продолжала использовать звук, приближаясь к своей добыче.Неопределенность в 5% может быть разницей между ловлей добычи вокруг шеи или вокруг груди, что означает, что она может не схватить добычу.

Длина волны акустическая звуковая волна воздух звуковые волны расчет частоты температурная волна без давления воздуха скорость звука

длина волны акустическая звуковая волна расчет частоты звуковых волн в воздухе температурная волна без давления воздуха скорость звука — sengpielaudio Sengpiel Berlin

● Акустический расчет длины волны волны ( звуковой волны ) ●

904 частота и температура известна

Введите указанные значения в верхние серые поля и нажмите «вычислить».
Результаты будут показаны в нижних белых полях. 20 ° C = 68 ° F

Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но фактическая функция отсутствует.

Длина волны меняется с изменением температуры, потому что скорость звука изменяется с температурой.

Давление воздуха и акустическое давление p не имеет значения, если говорить о длине волны.

При изменении температуры длина колеблющегося столба воздуха флейта или органная труба остаются неизменными. Таким образом, при скорости звука c чем меняется и частота f (высота тона).

Формулы ( формулы ): c = λ × f = c / f = c × λ f = c / λ



Скорость звука в воздухе c = 343 м / с при 20 C (68 F) или
скорость радиоволн и света в вакууме c = 299 792 458 м / с ≈ 300 000 км / с .
Скорость распространения электрических сигналов по оптоволокну составляет около 9/10
скорость света, то есть ≈ 270 000 км / с.
Скорость распространения электрических сигналов по медным кабелям составляет около 2/3
скорость света, то есть ≈ 200000 км / с.

Возможно, стоит посмотреть, как различные переменные действуют на волну. Возьмем волновое уравнение (формулу): y (t) = A × (sin ω t + φ ) + C A — это амплитуда, представляющая половину разницы между верхним и нижним пиками. ω — это угловая скорость: ω = 2 π f = 2 π / T Здесь вы найдете частоту. φ — это фазовый угол, горизонтальное смещение. C — это вертикальное смещение от оси x, обычно определяемое как смещение постоянного тока формы сигнала. «Расстояние = скорость = время» — ключ к основному соотношению волн.

Амплитуда A не имеет ничего общего с частотой, длиной волны, периодом времени и скоростью звука.

Разница между скоростью и скоростью

Скорость — это расстояние, на которое проходит объект. Скорость — это мера скорости и направления. Скорость — это скалярная величина, она имеет только величину. Скорость звуковой частицы — это векторная величина — он имеет и величину, и направление. Скорость — это первая производная расстояния по времени. Скорость — это первая производная смещения по времени. Скорость и скорость связаны примерно так же, как расстояние и смещение. связанные с. Скорость — это скаляр, а скорость — вектор. Соотношение движения «расстояние = скорость × время» является ключом к основной волне. отношение.

Скорость звука в разных средах

Медиа	Скорость звука
ПВХ мягкий	80 м / с
Воздух	343 м / с при 20 ° C
Пробка	500 м / с
Гелий	1020 м / с
Вода	1 480 м / с
полистирол	1 800 м / с
Оргстекло	1840 м / с
Бетон	3100 м / с
Плитка	3 600 м / с
Древесина сосна	3 600 м / с
Гранит	3950 м / с
Дуб	4 100 м / с
Утюг	5000 м / с
Сталь	5 050 м / с
Алюминий	5 200 м / с
Кварцевое стекло	5400 м / с

Преобразование акустической частоты в длину волны и наоборот

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение. Калькулятор работает в обоих направлениях знака ↔ .

Преобразование радиочастоты в длину волны и наоборот

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение. Калькулятор работает в обоих направлениях знака ↔ .

Амплитуда a , период T и длина волны λ

Типичный вопрос: какова связь между длиной волны, температурой и частотой?

волн — Соотношение между скоростью и длиной волны

Меня категорически учили, что скорость волны зависит только от среды, в которой она распространяется.

Сомневаюсь, что такое заявление было сделано категорически . Можно сделать относительно немного утверждений, относящихся категорически при любых обстоятельствах. Почти всегда есть ограничения и исключения для применимости любого утверждения в физике.

Думаю, вы неправильно поняли. Возможно, вам сказали, что скорость волны может быть разной в разных средах, но ваш учитель не утверждал, что это единственный фактор, который может объяснить изменение скорости.

Например, скорость звука в любой среде также зависит от ее плотности, как и скорость света. Плотность может измениться в результате изменения температуры или давления. Зависимость от температуры довольно легко понять: более горячий материал означает, что его молекулы движутся быстрее, поэтому звуковые колебания быстрее передаются от одной молекулы к другой.

Также скорость волны не является постоянной для всех длин волн или частот. Вы, вероятно, знали об этом, потому что знаете, что свет разных цветов преломляется в разной степени, что является результатом показателя преломления, который зависит от длины волны, а показатель преломления — это отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде.

Технический термин, выражающий изменение скорости волны в зависимости от длины (или частоты), — это дисперсия , а найденная вами формула — это дисперсионное соотношение для гравитационных волн на поверхности воды. Существует еще одно дисперсионное соотношение для волн поверхностного натяжения (также называемых капиллярными волнами) на воде (см., Например, почему некоторые типы волн рассеиваются? И почему скорость океанических волн не является постоянной, как звук? ).

Скорость волны обычно не зависит от амплитуды, если амплитуда мала.Однако волны большой амплитуды, такие как лазерный свет высокой интенсивности, могут изменить показатель преломления материала, в котором они распространяются, тем самым изменяя скорость света. Формула $ v = \ sqrt {\ frac {T} {\ mu}} $ для скорости поперечных волн на струне выводится в предположении, что амплитуда мала, так что натяжение $ T $ постоянно. Колебания большой амплитуды увеличивают натяжение, которое растягивает струну, уменьшая ее массу на единицу длины $ \ mu $, и то и другое увеличивает скорость волны.

Даже в одной и той же среде и с одинаковой длиной волны звуковые или световые волны могут иметь разные скорости в зависимости от направления, в котором они движутся, и их формы колебаний (продольной или поперечной). Например, продольные и поперечные сейсмические волны проходят через Землю с разной скоростью после землетрясения, а направление поляризации света вызывает двойные изображения в некоторых материалах, таких как кальцит.

Итак, нет, скорость волны зависит не только от среды.Это может зависеть от многих других факторов.

Единственное отношение, которое категорически не меняется, — это соотношение $$ \ text {скорость волны = частота x длина волны} $$, потому что оно является следствием определений этих терминов.

Лекция 25

Лекция 25 Сводка

• Дисперсия и радуга
• Коррекция зрения человека
• Увеличительное стекло

---

Глава 28

---




• Апплет вмешательства Юнга
  Другая апплет
• Аплет наложения волн
• Видео с волнами на воде
Диаграмма
• и уравнение
• аппроксимация малых углов

Пример # 1

Пример # 2

• Волновая оптика видео
• Результаты обучения
  Студент, освоивший темы этой лекции, сможет:
• описывает образец света, созданный интерференционным экспериментом Юнга (две щели), в терминах суперпозиции волн
• используйте алгебру, чтобы найти расстояние между щелями d , угол к яркой полосе θ _яркий , номер заказа м или длину волны λ для двухщелевой интерференции, когда любые три из этих величин заданы

Практика:
Попробуйте эти дополнительные примеры

Пример # 3

Пример # 4

Подготовить:
Прочитать разделы 28-3 учебника перед следующей лекцией

gc6 24.q6
Синий свет проходит через две щели, создавая интерференционный узор на экране. Что будет с узор, если вместо него используется красный свет?
A. Шаблон не изменится.
Б. Узор сгущается.
C. Шаблон расширится.
D. Рисунок будет слишком тусклым, чтобы его можно было разглядеть.
Ответ

ГК6 24,4
Свет с длиной волны λ = 656 нм падает на две узкие щели d = 0.060 мм друг от друга. Как далеко друг от друга находятся полосы на экране L = 3,6 м?
А. 6,56 см
Б. 3,94 см
C. 1,14 см
Д. 0,77 см
Ответ

Walker5e 28.EYU.2 мод
Если увеличить частоту света в эксперименте с двумя щелями, угол к первой яркой полосе над центральной яркой полосой будет _____.
A. прибавка
Б. Уменьшение
C. оставаться прежним
Ответить

Walker5e 28.11
Мо, Ларри и Кёрли выстраиваются в линию на расстоянии 1,00 м. Ларри находится на расстоянии 3,00 м от пары стереодинамиков на расстоянии 0,800 м друг от друга. Если динамики вибрируют синхронно, какие две самые низкие частоты позволяют Ларри слышать громкий тон, в то время как Мо и Керли слышат очень мало? Скорость звука 343 м / с.
А. 226 Гц и 678 Гц
Б. 339 Гц и 1017 Гц
С. 1085 Гц и 2170 Гц
D. 678 Гц и 2034 Гц
Ответ

С.Узор расширится.
Красный свет имеет большую длину волны, чем синий, и расстояние между соседними максимумами в интерференционной картине является линейным. зависит от длины волны.

Б. 3,94 см

B. уменьшение
Более высокая частота соответствует меньшей длине волны. Волны с более короткой длиной волны распространяются (дифрагируют) меньше после прохождения через щели, а короткая длина волны приводит к меньшему углу, при котором возникает конструктивная интерференция (разность хода одной длины волны между двумя волнами).Вы также можете увидеть, что угол уменьшается при уменьшении длины волны, изучив формулу: d sin ( θ _bright ) = mλ .

D. 678 Гц и 2034 Гц
Нам нужно найти две самые низкие частоты, которые создают деструктивную интерференцию в положениях Мо и Керли. Ларри всегда будет слышать громкий звук (конструктивную помеху) в своем местоположении, независимо от частоты.

Свойства света

Наши глаза воспринимают эти длины волн как разные цвета.Если только одна длина волны или ограниченный диапазон длин волн присутствуют и входят в наших глазах они интерпретируются как определенный цвет. Если один длина волны присутствует, мы говорим, что у нас есть монохроматический свет . Если присутствуют все длины волн видимого света, наши глаза интерпретируют это как белый свет. Если длины волн в видимом диапазоне отсутствуют, мы интерпретируем это как темное. Взаимодействие света с веществом Скорость света и показатель преломления Энергия света связана с его частотой и скорость следующая: E = hν = hC / λ где E = энергия h = постоянная Планка, 6.62517 x 10 -27 эрг . сек ν = частота C = скорость света = 2,99793 x 10 10 см / сек λ = длина волны Скорость света C в вакууме составляет 2,99793 x 10 10 см / сек. Свет не может двигаться быстрее, чем это, но если он проходит через вещество, его скорость уменьшится. Обратите внимание, что из уравнение, приведенное выше — С = νλ Частота колебаний, ν, остается постоянным, когда свет проходит через вещество.Таким образом, если скорость C уменьшается при прохождении через вещество, длина волны λ также должна уменьшаться. Здесь мы определяем показатель преломления , n, материал или вещество как отношение скорости света в вакууме, C до скорости света в материале, через который он проходит, C m . n = C / C м Обратите внимание, что значение показателя преломления всегда будет больше 1.0, так как C m никогда не может быть больше, чем C. Как правило, C м зависит от плотности материала, при этом C м уменьшается с увеличением плотность. Таким образом, материалы с более высокой плотностью будут иметь более высокое преломление индексы. Показатель преломления любого материала зависит от длины волны света. потому что разным длинам волн в разной степени мешают атомы, составляющие материал.В целом показатель преломления варьируется линейно с длиной волны. Материалы можно разделить на 2 класса в зависимости от того, как скорость света определенной длины волны изменяется в зависимости от материал. Материалы, показатель преломления которых не зависит от направления, световые путешествия называются изотропными материалами. В этих материалах скорость света не зависит от направление, в котором движется свет.Изотропные материалы имеют единый постоянный показатель преломления для каждой длины волны. Минералы которые кристаллизуются в изометрической системе в силу своей симметрии, изотропны. Точно так же стекло, газы, большинство жидкостей и аморфные твердые тела изотропны. Материалы, показатель преломления которых зависит от направления, в котором световые путешествия называются анизотропными материалы.Эти типы материалов будут иметь ряд показатели преломления между двумя крайними значениями для каждого длина волны. Анизотропные материалы можно разделить на два подкласса, хотя рассуждения, лежащие в основе этих подразделений, будут станет ясно в более поздней лекции. Минералы, кристаллизующиеся в тетрагональной и гексагональной формах кристаллические системы (а также некоторые пластмассы) — одноосные и характеризуются двумя крайними показателями преломления для каждого длина волны. Минералы, кристаллизующиеся в триклинной, моноклинной и орторомбические кристаллические системы двухосные и характеризуется 3 показателями преломления, один из которых промежуточное звено между двумя другими. Воздух изотропен, так как это газ. Показатель преломления воздуха обычно принимается равным 1.0, хотя его истинное значение — 1.0003.

Скорость, амплитуда, длина волны и частота

II.2. Скорость, амплитуда, длина волны и частота —

единиц измерения волны

Как и все другие волны (волны в струне, волны на воде, звук, волны землетрясений …), свет и электромагнитное излучение в целом можно описать как вибрацию (в более общем смысле: периодическое изменение определенной физической величины), которая распространяется в космос (рис.II.4.а). Распространение вызвано тем фактом, что вибрация в определенном месте влияет на область рядом с этим местом. Например, в случае звука чередующееся разрежение и сжатие молекул воздуха в определенном месте приводит к периодическим изменениям местного давления, что, в свою очередь, вызывает движение соседних молекул воздуха к этому месту или от него (рис. II. 4.b).

Рис. II.4 (а) Формирование и распространение волны в струне.(б) Формирование и распространение волны сжатия в воздухе, явление, которое в просторечии называется звуком

В случае электромагнитной волны механизм распространения включает взаимную генерацию периодически изменяющихся электрических и магнитных полей, и его гораздо труднее понять, чем звук. Тем не менее, результат все же можно описать как периодическое изменение физической величины (силы электрического и магнитного полей), распространяющейся в космос. Скорость этого распространения обычно обозначается буквой c (единица измерения: метры в секунду, м / с) и зависит от природы волны и среды (см. Таблицу II.Я ниже).

	Звук	Оптическое (электромагнитное) излучение
		при λ = 434 нм	при λ = 589 нм	при λ = 656 нм
в вакууме	–	299792 км / с (n = 1)	299792 км / с (n = 1)	299792 км / с (n = 1)
в воздухе	340 м / с	299708 км / с (n = 1.000280)	299709 км / с (n = 1.000277)	299710 км / с (n = 1.000275)
в воде	1500 м / с	223725 км / с (n = 1,340)	224900 км / с (n = 1,333)	225238 км / с (n = 1,331)

Таблица II.I Скорости звука и света в воздухе и в воде. Для оптического излучения в скобках указан соответствующий показатель преломления

.

Для описания основных свойств волны были определены следующие величины для всех видов волн:

• Амплитуда — максимальное отклонение среды от равновесия. В случае волны в горизонтальной струне (рис. II.4.a) это значение совпадает с половиной вертикального расстояния между гребнем волны и ее впадиной.В случае волны давления в воздухе («звук», рис. II.4.b) амплитуда составляет половину разницы давлений между разрежением и сжатием.
• Длина волны λ — это расстояние между двумя соседними гребнями (или впадинами), выраженное в метрах.
• Период T волны — это время, которое проходит между достижением двух последовательных гребней (или впадин) в определенном месте X. Это определение идентично утверждению, что период — это время, которое колебания в X занимает завершить полный цикл от гребня до впадины и до гребня.Период волны указан в секундах.
• Частота ν волны — это количество циклов вибрации в секунду в определенном месте X. Единица измерения частоты — герц (Гц), а 1 Гц — величина, обратная 1 секунде. Например, волна с периодом T = 0,25 с занимает ¼ секунды для завершения полного цикла вибрации (гребень — впадина — гребень) в определенном месте и, таким образом, совершает четыре колебания в секунду. Следовательно, его частота f = 4 Гц. Из этого примера очевидно, что период волны полностью определяет ее частоту и наоборот.Связь между этими величинами определяется соотношением
.

ν = 1 / Т

Если мы смотрим на волну как на процесс, который периодичен в пространстве и во времени, мы можем рассматривать длину волны λ как расстояние между двумя повторениями процесса в пространстве, а период T как «расстояние» между двумя повторениями процесс во времени.

Основное соотношение между длиной волны, частотой и скоростью определяется следующим соображением:

За этот промежуток времени гребень должен пройти расстояние в одну длину волны λ от точки X до точки Y (рис.II.4.a) следующий гребень прибывает в точку X. Таким образом, этот промежуток времени идентичен периоду волны T. Но когда гребню требуется промежуток времени T, чтобы пройти расстояние λ, его скорость c составляет

c = λ / T = λ .ν Equ. II.1

Когда волна переходит из одной среды в другую, ее частота остается той же. Если скорости волны в двух средах различаются, длины волн в двух средах также различаются как следствие уравнения II.1.

Поскольку частота волны не зависит от среды, в которой проходит волна, для характеристики волны удобнее использовать частоту вместо длины волны.В акустике это обычная практика — в большинстве случаев высота звука характеризуется его частотой, а не длиной волны в определенной среде (например, в воздухе).

В оптике ситуация иная: в большинстве случаев вместо частоты используется длина волны, хотя это приводит к определенной сложности: например, зеленый свет имеет длину волны 520 нм в вакууме, но в воде его скорость меньше коэффициент 1,33 и, таким образом, в воде тот же зеленый свет имеет длину волны только 520/1.33 = 391,0 нм. Следовательно, если мы хотим охарактеризовать волну ее длиной волны, мы также должны указать, для какой среды дано фактическое значение длины волны. Согласно правилам CIE, которые также применяются в этом руководстве, термин «длина волны» относится к «длине волны в воздухе», если не указано иное. Однако, применяя указанные значения длины волны к свету, проходящему через среду, отличную от вакуума, следует иметь в виду, что длина волны света изменяется в соответствии с соотношением

λ _Среда = λ _Вакуум / n _Среда = λ _Воздух · n _Воздух / n _Среда

с

n _Воздух = c _Вакуум / c _Воздух и n _{Средний} = c _Вакуум / c _{Средний}

n _Среда называется показателем преломления среды и чаще используется для определения оптических свойств материала, чем c _Среда

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.