Otrzymaliśmy odpowiedź na pytanie „czy zmienia się amplituda fali?” w poprzednim poście. W tym poście przyjrzymy się więc tematowi „czy zmniejsza się amplituda fali? kiedy, dlaczego i jak?” Więc zacznijmy.
Amplituda fali jest jedną z jej najważniejszych cech, ponieważ umożliwia określenie energii fali. W rezultacie wraz ze spadkiem energii lub mocy (ilość energii dostarczanej przez falę w jednostce czasu) zmniejsza się amplituda fali.
Zanim zagłębimy się w nasze pytania, czy zmniejsza się amplituda fali, jak, kiedy i dlaczego? Najpierw zacznijmy od podstawowego zrozumienia fali i jej amplitudy.
⇢ Znaczenie fali:
W fizyce termin fala ma podstawowe, ale szerokie znaczenie.
Można to traktować jako oscylację lub, dokładniej, zakłócenie, które przemieszcza się przez czasoprzestrzeń niosąc energię. W rezultacie, ruch falowy definiuje się jako ruch, który przenosi energię z jednego punktu do drugiego, powodując zakłócenie.
Źródło: Wikipedia
Ruch zaburzenia nie powoduje przemieszczania się cząstek w tym ośrodku. W rezultacie, chociaż fala przenosi energię, nie jest związana z transportem masowym. Fale dzielą się na dwie kategorie, które wymieniono poniżej:
- Fale podłużne: Fale dźwiękowe należą do tej kategorii.
- Fale poprzeczne: Fale elektromagnetyczne (fale świetlne) należą do tej kategorii.
Amplituda fali to kolejny termin, który powinniśmy znać.
⇢ Znaczenie amplitudy fali:
Jako amplitudę fali określa się maksymalne przemieszczenie cząstki spowodowane zaburzeniem w ośrodku od jego punktu spoczynku. Maksymalne przemieszczenie cząstki jest mierzone w metrach. Amplituda fali to połowa długości fali.
W przypadku fal dźwiękowych amplituda to tylko głośność. Amplituda określa jasność lub intensywność światła w porównaniu z innymi falami świetlnymi o tej samej długości fali, jeśli chodzi o fale świetlne.
Teraz tematem naszego artykułu jest: czy amplituda fali maleje? Zróbmy więc krok w tym kierunku.
Czy amplituda fali maleje?
⇨ Amplituda fali jest bezsprzecznie ważna, ale nie jest stałą właściwością. Amplituda fali może się zmieniać w zależności od elementów środowiska, takich jak energia, odległość, czas i prędkość.
Zgodnie z proporcjonalnością tych czynników (może być wprost proporcjonalna, odwrotnie proporcjonalna itp.) Amplituda powoduje zmianę amplitudy. Na przykład spadek amplitudy jest spowodowany utratą energii i wzrostem odległości.
Tak więc, jeśli fala dźwiękowa ma większą amplitudę niż inna, ma wyższą głośność, podczas gdy fala dźwiękowa o mniejszej amplitudzie ma niższą głośność. Jeśli chodzi o fale świetlne, większa amplituda nie oznacza większej głośności, ale raczej wysoką intensywność, podczas gdy określenie o małej amplitudzie oznacza niską intensywność.
Dlaczego amplituda fali maleje?
⇨ Zarówno częstotliwość, jak i amplituda są właściwościami fal, które są związane z energią.
Częstotliwość fali jest wprost proporcjonalna do energii fali, podobnie jak kwadrat amplitudy fali. Ponieważ częstotliwość jest tożsamością fali, jeśli zmienia się ona wraz ze zmianą energii, fala nie pozostanie taka sama. W rezultacie, gdy energia spada, zmniejsza się amplituda fali.
Kiedy zmniejsza się amplituda fali?
⇨ Za każdym razem, gdy jakakolwiek fala przechodzi przez ośrodek, ponosi straty. Kiedy jakakolwiek fala przechodzi przez ośrodek, rozchodzi się w nim.
Co więcej, podczas tej propagacji część fali jest pochłaniana przez ośrodek. Ponieważ fala przenosi energię, rozchodzenie się i pochłanianie fali wskazuje na rozchodzenie się i pochłanianie energii. W ten sposób straty energii odczuwane przez falę zmaterializują się w zmniejszeniu amplitudy fali.
Czy amplituda fali maleje w czasie?
⇨ Amplituda fali nie powinna zmieniać się w czasie, jeśli przyjmiemy idealne warunki.
Żyjemy jednak w świecie rzeczywistym, w którym fala z czasem traci energię na skutek czynników środowiskowych. Powoduje to spadek amplitudy fali.
Dlaczego amplituda fali maleje w czasie?
⇨ W rzeczywistym świecie nie ma systemów bez tarcia.
Aby przezwyciężyć tarcie w układzie tarcia, fala traci własną energię w celu rozchodzenia się. W rezultacie, w miarę upływu czasu, energia jest tracona, gdy fala rozprzestrzenia się i próbuje przezwyciężyć tarcie, co skutkuje spadkiem amplitudy.
Rozważając prosty ruch harmoniczny, amplituda fali prostej harmonicznej spada wykładniczo w czasie, co określa się jako tłumienie. Poniższy wykres przedstawia tłumienie w funkcji czasu w prostej fali harmonicznej.
Czy amplituda maleje wraz z odległością?
⇨ Odległość to kolejny ważny aspekt, który wpływa na amplitudę fali.
W miarę upływu czasu odległość wzrasta, powodując utratę energii przez rozchodzącą się falę. W ten sposób odległość wzrasta, a amplituda rośnie, gdy fala oddala się od źródła. Dlatego jasność światła w pobliżu źródła jest wysoka, a gdy posuwasz się daleko, możesz zauważyć mniejszą jasność.
Dlaczego amplituda maleje wraz z odległością?
⇨ Kiedy fala przemieszcza się przez ośrodek, traci energię w miarę przemieszczania się dalej.
Wraz ze wzrostem odległości między nią a jej źródłem fala rozchodzi się na coraz większym obszarze. Fala traci energię w ośrodku w miarę rozprzestrzeniania się, w wyniku czego zmniejsza się amplituda fali.
Często zadawane pytania (FAQ) dotyczące redukcji amplitudy:
P: Dlaczego amplituda fali maleje po dyfrakcji?
Ans: Dyfrakcja to zjawisko fizyczne stosowane, gdy fala napotyka przeszkodę lub przechodzi przez małe otwory, jak pokazano na poniższym rysunku.
Kiedy fala ulega dyfrakcji, rozszerza się na większym obszarze. Energia fali maleje wraz ze wzrostem jej powierzchni, a co za tym idzie zmniejsza się również jej amplituda.
P: Kiedy patrzymy w niebo, dlaczego Słońce wydaje się jaśniejsze niż inne gwiazdy, które są od niego większe?
Ans: Kiedy energia pochodzi od gwiazdy i słońca w postaci fali świetlnej, muszą pokonać pojawiające się na ich drodze medium. Aby kontynuować propagację, gwiazdy tracą energię w ośrodku.
Jeśli gwiazda jest większa niż Słońce, ma wyższą energię niż Słońce. Ale ponieważ odległość Słońca od Ziemi jest mniejsza niż jakiejkolwiek innej większej gwiazdy, straty energii są również mniejsze. Zatem amplituda fali świetlnej lub jasność Słońca jest wyższa niż gwiazdy od niej większej.
Mamy nadzieję, że udało nam się udzielić akceptowalnych odpowiedzi na Twoje pytania. Czy amplituda fali maleje? Dlaczego amplituda fali maleje? Kiedy zmniejsza się amplituda fali? Dlaczego amplituda fali maleje w czasie? Dlaczego amplituda maleje wraz z odległością? Aby przeczytać więcej artykułów związanych z nauką, odwiedź naszą stronę internetową.
Przeczytaj także:
- Dlaczego energia wykazuje dualizm cząstek falowych
- Fala poprzeczna a fala podłużna
- Jaka jest prędkość fali poprzecznej
- Czy zmienia się amplituda fali
- Jak znaleźć energię w kosmicznym eksperymencie tła mikrofalowego
- Przykłady interferencji fal
- Jak znaleźć częstotliwość fali
- Czy światło jest falą poprzeczną?
- Jak znaleźć energię na podstawie długości fali
- Jak działa odpowietrznik kuchenki mikrofalowej
Nazywam się Alpa Rajai. Ukończyłem studia magisterskie ze specjalizacji z fizyki. Jestem bardzo entuzjastycznie nastawiony do pisania o moim podejściu do nauki zaawansowanej. Zapewniam, że moje słowa i metody pomogą czytelnikom zrozumieć ich wątpliwości i rozjaśnić to, czego szukają. Oprócz fizyki jestem wyszkolonym tancerzem Kathak i czasami piszę swoje uczucia w formie poezji. Stale aktualizuję swoją wiedzę z fizyki i wszystko, co rozumiem, upraszczam i przekazuję prosto na temat, tak aby było jasne dla czytelników.