Magyarország nyitólapja
nyitólapomnak
kedvenceimhez
Az oldal ismertetése
A hullám egy rendszer olyan állapotváltozása, amely időbeli és/vagy térben periodikus (vagyis szabályosan ismétlődő). Eltekintve az elektromágneses hullámtól (és valószínűleg a gravitációs hullámtól) - Fizika magazin
részletek »

A hullám fogalma

A fizika a legszélesebb értelemben vett természettudomány, mely az anyag tulajdonságait és kölcsönhatásait vizsgálja. A magazin a fizika ismertebb fogalmait, definícióit és a legújabb kutatási eredményeit gyűjti össze olvasmányos formában.
Fizika magazin
Itt vagy: Fizika magazin » Hír olvasása
Oszd meg másokkal
A hullám fogalma
A hullám fogalma
A hullám jellemzői
A hullám egy rendszer olyan állapotváltozása, amely időbeli és/vagy térben periodikus (vagyis szabályosan ismétlődő). Eltekintve az elektromágneses hullámtól (és valószínűleg a gravitációs hullámtól) a hullámok valamilyen közegben terjednek. Energiát szállítanak anélkül, hogy a közeg anyaga állandó mozgásban lenne a terjedés irányába. Ehelyett egy fix pont körül rezegnek, mozognak a közeg részecskéi, tehát energiát szállít, tömeget nem.
A hullámok osztályozása
A hullámokat több szempont szerint osztályozhatjuk:
1. Aszerint, hogy azokban milyen természetű zavaró hatás megy végbe:
  • Mechanikai hullámok: ha mechanikai állapotváltozások terjednek.
  • Elektromágneses hullámok: ha elektromágneses természetű a perturbáció.

2. Aszerint, hogy hány dimenziós a közeg amiben haladnak:
  • Egydimenziós pl: gumikötél.
  • Kétdimenziós pl: vízfelszín.
  • Háromdimenziós pl: a levegőben.

3. A bennük terjedő rezgések iránya szerint:
  • Transzverzális hullámok: a hullám terjedési irányára merőlegesen rezegnek. Ilyenek például egy húron terjedő hullámok, vagy a szabad elektromágneses hullámok.
  • A longitudinális hullámok a terjedési iránnyal párhuzamosan rezegnek. Például ilyen a legtöbb hanghullám.

Hirdetés

Közvetítő közeg
  • A hullámok közvetítő közegét az alábbi tulajdonságok közül jellemezhetjük valahánnyal:
  • lineáris közeg, ha a különböző hullámok amplitúdói bármely pontban összeadhatóak.
  • zárt közeg, ha véges méretű, egyébként nyílt.
  • egynemű közeg, ha fizikai tulajdonságai mindenhol ugyanazok.
  • izotróp közeg, ha fizikai tulajdonságai ugyanazok minden irányban.


Példák hullámokra
  • Óceáni felszíni hullámok, amik a víz felszínén terjedő zavarok (lásd: szörfözés és cunami).
  • A rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös sugárzás, látható fény, ultraibolya sugárzás, Röntgen-sugárzás, és gammasugárzás mind elektromágneses sugárzások. Ebben az esetben a terjedés közvetítő közeg nélkül, a vákuumon keresztül lehetséges, ahol ezek a hullámok fénysebességgel terjednek.
  • Hang - mechanikus hullám, ami levegőn, folyadékon vagy szilárd anyagon keresztül terjed, amik egy részét például a fül érzékeli. Ide tartoznak a földrengések szeizmikus hullámai.
  • gravitációs hullámok, amik a gravitációs mező ingadozásai az általános relativitáselmélet jóslata szerint. Ezek a hullámok nemlineárisak és még nem figyelték meg őket.


Jellegzetes hullámtulajdonságok

Alapjelenségek
Mindenféle hullámra jellemzőek a következő alapjelenségek:
  • Egyenesvonalú terjedés - a hullám egyenes vonalú terjedése homogén közegben.
  • Visszaverődés - a hullám irányának megváltozása a felületen - ahol a közeg tulajdonságai megváltoznak - való áthaladás nélkül.
  • Törés - a hullám irányának megváltozása a felületen - ahol a közeg tulajdonságai megváltoznak - való áthaladással.
  • Szórás - a hullámhosszhoz hasonló méretű nyíláson áthaladó hullám körkörös irányban való továbbterjedése, szétterjedése.
  • Interferencia - két találkozó hullám szuperpozíciója, fázishelyes összeadódása (kioltás is lehetséges a helytől függően).
  • Diszperzió - a hullám frekvenciák szerinti szétválása.


Transzverzális és longitudinális hullámok
A transzverzális hullámok a hullám terjedési irányára merőlegesen rezegnek. Ilyenek például egy húron terjedő hullámok, vagy a szabad elektromágneses hullámok.
A longitudinális hullámok a terjedési iránnyal párhuzamosan rezegnek. Például ilyen a legtöbb hanghullám.
A vízhullámok a longitudinális és transzverzális hullámok kombinációi, ennek következtében a felszín pontjai elliptikus pályát járnak be.

Polarizáció
A transzverzális hullámok jellemzője. A térben a terjedésre merőlegesen két irány lehetséges, az olyan hullámcsomagot, amelyik szigorúan kiválasztott irányban rezeg csak (sík)polarizált hullámnak nevezzük. A fény közönséges esetben nem polarizált, a beérkező hullámcsomagok mindenféle polarizációjának keveréke.
Létezik a kétféle irányú rezgés fáziseltolt összeadásával létrehozható körpolarizált állapot is. Ilyenek a határozott impulzusmomentum állapotban levő fotonok (azaz nem minden foton).

A hullámok fizikai leírása
A hullámokat számos bevett változóval leírhatjuk, köztük olyanokkal mint a frekvencia, hullámhossz, amplitúdó és periódusidő. Az amplitúdó a hullám maximális kitérésének nagysága egy hullámcikluson belül. A hullámfajtától függően mérhetjük méterben, mint egy húr rezgései esetén, nyomásegységben, mint hanghullámok esetén vagy elektromos térerősség egységben (volt/méter), mint az elektromágneses hullámok esetén. Az amplitúdó lehet állandó, vagy változhat a hellyel és/vagy idővel. Az amplitúdó változásának alakját a hullám burkológörbéjének nevezzük.

A hullámhossz (λ) a hullám két egymást követő maximuma (vagy minimuma) közötti távolság. Elektromágneses hullámok esetében ezt általában nanométerben adjuk meg. A periódusidő (T) egy teljes hullámoszcillációhoz (például egyik maximumtól a következő maximumig) szükséges időtartam. A frekvencia (f) azt adja meg, hány periódusa megy végbe a hullámnak adott idő (például 1 másodperc) alatt és hertzben mérjük.
Szólj hozzá a cikkhez
Címkék - hullám, leírás, polarizáció, állapotváltozás
Nyomtatás
Oldalajánló
Vissza a hírekhez
Szólj hozzá
- 2013-05-05 10:27:08
Szólj hozzá a cikkhez

Új hozzászólás küldéséhez be kell jelentkezned oldalunkra.

Bejelentkezés
Regisztráció
Eddigi hozzászólások
Még nem érkezett hozzászólás a cikkhez
Tuti menü