1Czym jest fala
- Fala to zaburzenie rozchodzące się w przestrzeni, które przenosi energię bez trwałego przemieszczania ośrodka. Cząstki ośrodka tylko drgają wokół swoich położeń równowagi.
- Fale mechaniczne (na wodzie, na linie, dźwięk) potrzebują ośrodka. Fale elektromagnetyczne (światło, fale radiowe) rozchodzą się także w próżni.
- Czoło (powierzchnia) falowe łączy punkty drgające zgodnie, w tej samej fazie. Promień to linia prostopadła do czół, wskazująca kierunek rozchodzenia się fali.
- Wokół punktowego źródła czoła są okręgami (fala na wodzie po wrzuceniu kamienia) albo sferami (dźwięk w powietrzu); daleko od źródła są w przybliżeniu płaskie.
2Fala podłużna i poprzeczna
- Fala podłużna – cząstki drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali, np. dźwięk w powietrzu (zagęszczenia i rozrzedzenia).
- Fala poprzeczna – cząstki drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali, np. fala na linie. Światło też jest falą poprzeczną (drgają w nim pola elektryczne i magnetyczne).
„fala niesie ze sobą cząstki ośrodka”
Fala niesie energię, a cząstki drgają w miejscu.
Co to jest czoło falowe?
Czoło falowe łączy punkty drgające zgodnie, a promień (kierunek fali) jest do niego prostopadły.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Prędkość, długość i częstotliwość
- Oznaczenia: v – prędkość fali [m/s]; λ – długość fali [m]; f – częstotliwość [Hz]; T – okres [s].
- Długość fali λ to odległość między najbliższymi punktami drgającymi zgodnie, np. między sąsiednimi grzbietami albo zagęszczeniami. W czasie jednego okresu fala przebiega drogę λ.
v = λ · f = λ przez T. Częstotliwość wyznacza źródło: przy przejściu fali do innego ośrodka f się nie zmienia, a zmieniają się v i λ.
- Przykład. Dane: v = 340 m/s, f = 170 Hz. Szukane: λ.
- Wzór: λ = v przez f.
- Obliczenia: λ = 340 m/s przez 170 Hz = 2 m.
- Odpowiedź: długość fali wynosi 2 m.
✎Ściąga: Fala i transport energii
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- v = λ · f = λ przez T. Częstotliwość wyznacza źródło: przy przejściu fali do innego ośrodka f się nie zmienia, a zmieniają się v i λ.
- Fala to zaburzenie rozchodzące się w przestrzeni, które przenosi energię bez trwałego przemieszczania ośrodka. Cząstki ośrodka tylko drgają wokół swoich położeń równowagi.
- Fale mechaniczne (na wodzie, na linie, dźwięk) potrzebują ośrodka. Fale elektromagnetyczne (światło, fale radiowe) rozchodzą się także w próżni.
- Czoło (powierzchnia) falowe łączy punkty drgające zgodnie, w tej samej fazie. Promień to linia prostopadła do czół, wskazująca kierunek rozchodzenia się fali.
- Fala podłużna – cząstki drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali, np. dźwięk w powietrzu (zagęszczenia i rozrzedzenia).
- Fala poprzeczna – cząstki drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali, np. fala na linie. Światło też jest falą poprzeczną (drgają w nim pola elektryczne i magnetyczne).
- Oznaczenia: v – prędkość fali [m/s]; λ – długość fali [m]; f – częstotliwość [Hz]; T – okres [s].
- Długość fali λ to odległość między najbliższymi punktami drgającymi zgodnie, np. między sąsiednimi grzbietami albo zagęszczeniami. W czasie jednego okresu fala przebiega drogę λ.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Co przenosi fala mechaniczna?
- ATylko cząstki ośrodka
- BTylko pęd, bez energii
- CMaterię razem z energią
- DEnergię, bez trwałego przemieszczania ośrodka
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Energię, bez trwałego przemieszczania ośrodka – Cząstki ośrodka drgają wokół położeń równowagi, a przez ośrodek biegnie zaburzenie niosące energię.
Który przykład to fala podłużna?
- AŚwiatło
- BDźwięk w powietrzu
- CFala na rozciągniętej linie
- DFala radiowa
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Dźwięk w powietrzu – W dźwięku cząstki powietrza drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali; światło i fale radiowe są poprzeczne.
Fala poprzeczna to taka, w której drgania są
- Arównoległe do kierunku rozchodzenia się fali
- Bmożliwe tylko w próżni
- Czawsze wolniejsze od fali
- Dprostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali – Z definicji w fali poprzecznej kierunek drgań jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się.
Dźwięk o częstotliwości 170 Hz rozchodzi się z prędkością 340 m/s. Ile wynosi długość fali?
- A57 800 m
- B0,5 m
- C170 m
- D2 m
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 2 m – λ = v/f = 340 m/s / 170 Hz = 2 m; wynik 0,5 m to odwrócony wzór (f/v).
Fala na wodzie ma długość 0,5 m i okres 2 s. Ile wynosi jej prędkość?
- A0,25 m/s
- B0,5 m/s
- C4 m/s
- D1 m/s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 0,25 m/s – v = λ/T = 0,5 m / 2 s = 0,25 m/s.
Fala przechodzi z jednego ośrodka do drugiego. Która wielkość się nie zmienia?
- APrędkość i długość fali
- BPrędkość
- CDługość fali
- DCzęstotliwość
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Częstotliwość – Częstotliwość wyznacza źródło; prędkość i długość fali zmieniają się razem, bo v = λf.
Co to jest czoło falowe?
- APowierzchnia łącząca punkty drgające w tej samej fazie
- BLinia pokazująca kierunek rozchodzenia się fali
- CNajszybszy fragment fali
- DNajwyższy punkt fali
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Powierzchnia łącząca punkty drgające w tej samej fazie – Czoło falowe łączy punkty drgające zgodnie, a promień (kierunek fali) jest do niego prostopadły.
Jak zmieni się długość fali, gdy przy tej samej prędkości zwiększymy częstotliwość?
- AZmaleje
- BZrówna się z amplitudą
- CNie zmieni się
- DWzrośnie
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Zmaleje – Z v = λf wynika λ = v/f, więc przy większej f długość fali maleje.
Cały dział „Fale i optyka”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.