Undele mecanice, Principiul lui huggens, Reflexia si refractia undelor

Def : Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu.

Forma - unde plane

unde sferice

Foarte important : Unda constituie transport de energie.Propagarea se face cu o anumita intarziere (nu se transmite instantaneu)

unde intr-un mediu unidimensional

Unde transversale (oscilatia se produce perpendicular pe directia de propagare)

Vt = v T / µ ; µ = m / l

t = tensiunea ; µ=masa unitatii de lungime

Unde longitudinale

Ve = v E / f

E – unde de elasticitate ; f – densitate

Fenomenul de propagare depinde de sursa prin FRECVENTA si de mediu prin VITEZA.

• viteza de propagare depinde de natura mediului

Mediu omogen si izotrop

Pentru mediu omogen unda se propaga cu viteza constanta.

In acest mediu unda se propaga identic dupa toate directile.

Suprafata de unda. Front de unda

Def : Suprafata de unda reprezinta multimea punctelor care oscileaza in faza.

Def : Frontul de unda reprezinta locul geometric al punctelor la care perturbarea a ajuns la un moment dat.

Unde - plane

- sferice

Principiul lui huggens

Experiment.

Se considera o cuva cu mercur. d > ?

?-distanta dintre doua maxime consecutive

in compartimentul 2 se inregistreaza perturbatii doar in conul cu varful in sursa si laturile delimitate la deschidere.

Consideram deschiderea fantei mai mare decat lungimea de unda.

a)

d ~2

In acest caz in compartimentul 2 se inregis –treaza unde in intreg mediul ca si cand paravanul nu ar exista.

Def. : Difractia este fenomenul de ocolire aparenta a obstacolelor de catre unde.

Explicatie : Fiecare punct al frontului de unda constituie sursa secundara de la care perturbarea continua.

Obs. : Sursele secundare inlocuiesc sursa principala.

Obs. La suprafata de separare a 2 medii pot aparea fenomene specifice :

unda se poate intoarce in mediul de provenienta cu schimbarea directiei de propagare.

unda poate patrunde prin suprafata in celalalt mediu tot cu schimbarea directiei de propagare.

Obs. In functie de natura suprafetei de separare , fenomenele pot avea loc separat sau simultan.

Reflexia undelor

Definitie : intoarcerea undelor in mediul de provenienta, cu schimbarea directiei de propagare.

Consideram : 2 medii separate printr-o suprafata plana.Viteza de propagare a undei in acelasi mediu este aceeasi.

Deosebiri : 1) unda incidenta (inainte de reflexie)

2) unda reflectata (dupa reflexie)

i à< de incidenta ; r à < de referinta

? IBI` = ? IAI`

I I` - lat.comuna I I`B = I I`A

I A = I`B = V • t I = I`

Consideram o unda plana care intalneste suprafata de separare a 2 medii.

Legile reflexiei :

Incidenta normala si reflectata se gasesc in acelasi plan.

Unghiul de incidenta este egal cu unghiul de reflexie.

Refractia undelor

Definitie : Fenomenul de patrundere a undei in alt mediu cu schimbarea directiei de propagare.

Legi : 1) Unda incidenta, normala si refractata se gasesc in acelasi plan.

sin i / sin r = V1 / V2 =n21

2) Raportul dintre sinusul < de incidenta si sinusul < de refractie este o constanta, si este egal cu indicele de refractie relativ al mediului 2 fata de primul mediu.

n21 = n2/n1

?f = 2p / ? • ?x ; 2p / ? = K

y = Asin2p (t/T – x/?)

Consideram : suprafata de separare a 2 medii caracterizate prin indicii de refractie diferiti (n1,n2).Unda va avea viteze diferite de propagare in cele 2 medii.

download