Czym jest i czym nie jest fala?

Stadium Waves

Transverse Waves Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University

Forces in a fragment of the tight rope

Fale na powierzchni wody

Catch the Wave

Water Waves Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University

Clockwise or anticlockwise???

Rayleigh surface waves Animation courtesy of

Dr. Dan Russell, Kettering University

Reflection from a HARD boundary

Acoustics and Vibration Animations - Dan Russell, Kettering University

Reflection from a SOFT boundary

Acoustics and Vibration Animations - Dan Russell, Kettering University

10

Odbicie fal (sprężystych)

Zaburzanie pola elektrycznego

Pole oscylującego ładunku Vibrating Charges and Electromagnetic Waves

Kierunekpropagacji

Fala elektromagnetyczna

Pole elektryczne E

Pole magnetyczne B

Kierunek propagacji k

Długość fali

Jest fala – jest drganie!

Najogólniejsze równanie fali

)x(f)x(y

)x(f)x(y

)vtx(f)t,x(yconstv,tv

stancons

Zaburzenie początkowe ośrodka

Zaburzenie przesunięte wzdłuż osi x

Zaburzenie przesuwające się wzdłuż osi x z prędkością v

„Najbezpieczniejsza” postać najogólniejszego równania …

)tCxC(f)t,x(y tx

Cx i Ct stałe mianowane!

Klasyfikacja fal

• Fale sprężyste i fale elektromagnetyczne

• Fale harmoniczne i nieharmoniczne

• Fale płaskie i fale kuliste

• Fale poprzeczne i podłużne

Opis zaburzeń (drgań) za pomocą funkcji harmonicznych

Długość, amplituda i prędkość fali

Od prostokąta do sinusoidy

20

Zaburzenie prawie prostokątne

Superpozycja fal

...EEE 21

2EI

(!) ale nie zawsze:

21 III

Interferencja konstruktywna

Fala 1

Fala wypadkowa

Fala 2

Interferencja destruktywna

Długość fali

Interferencja konstruktywna i destruktywna - demonstracja

Sumowanie zaburzeń od dwóch fal

Interferencja fal z dwóch punktowych źródeł

Interferencja fal „kulistych” na powierzchni wody

Interferencja fal z punktowych źródeł

To samo tylko statycznie

Doświadczenie Younga

Doświadczenie Younga

Interferencja dla dwóch szczelin

Zasada Huygensa

Powielanie się frontów falowych

Odbicie i załamanie fali

Odbicie i załamanie fali - zasada Huygensa w akcji

Fala stojąca

Superpozycja identycznych, przeciwbieżnych fal

Standing wave in strings

Standing wave in strings

Polaryzacja fali

Polaryzator 1

Fala padająca

Polaryzator 2

Fala spolaryzowana

Sumowanie zaburzeń o różnych polaryzacjach

Polaryzator dla mikrofal (co przepuszcza a co blokuje?)

Polaryzacja światła –prawo Malusa

Polaryzator 1

Polaryzator 2(analizator)

Polaryzacja światła

Zdudnianie się fal

Rejestracja dudnień

Detektor

Interferencja - podsumowanie

• Powstanie „stałego w czasie” rozkładu miejsc, w których fale się wzmacniają bądź osłabiają (czyli prążków interferencyjnych)

• Warunki interferencji:

1) Jednakowa częstotliwość

2) „Stała w czasie” różnica faz

3) Jednakowa polaryzacja

Podział widma fal el.-mag.

Zjawisko fotoelektryczne

Światło

Amperomierz

Opornik

Potas – praca wyjścia 2eV

Energia kinetyczna elektronów w zjawisku fotoelektrycznym

Częstotliwość f, Hz

En

.kin

et m

ax,

eV

Wzór Einsteina

kinetycznaiapracawyjsc EWh

Elektrony jako fale

Działo elektronowe

Detektor

Falowe efekty dla elektronów

Electron Interference

Hipoteza de Broglie’a

kp

h

p

kinet

2

mE2

h

http://web.phys.ksu.edu/vqm/tutorials/matterwaves/index.htmlChanging Masses, Changing PatternsAn Application of Matter Waves, Boston Museum of Sience