دامنه موج به ترتیب نزولی. نحوه محاسبه طول موج فیزیک امواج بلند

موج اختلالی در ماده است که با انتشار در فضا، انرژی را بدون انتقال خود ماده منتقل می کند. هر موج دارای ویژگی های خاصی است. یکی از ویژگی های مهم فرآیندهای اختلال طول موج است که فرمول محاسبه آن در مقاله آمده است.

انواع امواج

همه امواج بر اساس ماهیت فیزیکی، نوع حرکت ذرات ماده، تناوب آنها و بر اساس روش انتشار در فضا طبقه بندی می شوند.

با توجه به نوع حرکت ذرات ماده هنگام انتشار امواج در آن، انواع زیر متمایز می شود:

• امواج عرضی نوعی اختلال هستند که در آن ذرات ماده در جهتی عمود بر جهت انتشار موج ارتعاش می کنند. نمونه ای از موج عرضی نور است.
• امواج طولی امواجی هستند که در آنها ذرات ماده در جهت انتشار موج به ارتعاش در می آیند. صدا مثال خوبی از موج طولی است.

با توجه به ماهیت فیزیکی آنها، انواع زیر از امواج متمایز می شوند:

• مکانیکی. این نوع موج برای رخ دادن به یک ماده، یعنی یک محیط جامد، مایع یا گاز نیاز دارد. نمونه ای از امواج مکانیکی امواج دریا هستند.
• الکترومغناطیسی. این نوع موج برای انتشار نیازی به ماده ندارد، اما می تواند در خلاء منتشر شود. نمونه بارز امواج الکترومغناطیسی امواج رادیویی هستند.
• گرانشی. این امواج منجر به اختلال در فضا-زمان می شود. چنین امواجی توسط اجرام فضایی بزرگ تولید می شوند، به عنوان مثال، یک ستاره دوگانه، که به دور یک مرکز گرانش مشترک می چرخد.

مطابق با بعد موج، آنها می توانند:

• تک بعدی، یعنی آنهایی که در یک بعد پخش می شوند، مثلاً ارتعاش طناب.
• دو بعدی یا سطحی. این امواج در دو بعد حرکت می کنند، مانند امواج روی سطح آب.
• سه بعدی یا کروی. این امواج در سه بعد مانند نور یا صدا حرکت می کنند.

با توجه به تناوب موج می توان گفت:

• اختلالات دوره ای که دارای ویژگی های شدیداً تکرار شونده پس از یک دوره زمانی خاص هستند، به عنوان مثال، امواج صوتی.
• دوره ای نیست، چنین امواجی ویژگی های خود را در فواصل زمانی خاص تکرار نمی کنند، به عنوان مثال، امواج الکتروکاردیوگرام.

مشخصات فیزیکی موج

موج با 6 پارامتر مشخص می شود که تنها 3 پارامتر مستقل هستند، بقیه با استفاده از فرمول های مناسب از این سه پارامتر استخراج می شوند:

1. طول موج L فاصله بین دو ماکزیمم موج است.
2. ارتفاع H فاصله عمودی بین حداکثر و حداقل موج است.
3. دامنه مقداری برابر با نصف ارتفاع است.
4. دوره T زمانی است که در طی آن دو ماکزیمم یا دو مینیمم یک موج از یک نقطه در فضا عبور می کند.
5. فرکانس متقابل دوره موج است، یعنی تعداد ماکزیمم ها یا حداقل هایی را که در واحد زمان از یک نقطه خاص در فضا عبور می کنند، توصیف می کند.
6. سرعت کمیتی است که انتشار یک موج را مشخص می کند. با فرمول محاسبه می شود: طول موج تقسیم بر دوره، یعنی v = L/T.

مشخصه های مستقل، به عنوان مثال، طول موج، دوره و دامنه هستند.

طول موج

این مشخصه حاوی اطلاعاتی در مورد موج است که تا حد زیادی خواص آن را توصیف می کند. در فیزیک، طول موج به عنوان فاصله بین دو ماکزیمم (مینیمم) یا به طور کلی به عنوان فاصله بین دو نقطه ای که در یک فاز نوسان می کنند، تعریف می شود. فاز موج به حالت لحظه ای هر نقطه از موج اشاره دارد. مفهوم "فاز" فقط برای طول موج های تناوبی که معمولا با حرف یونانی λ (لامبدا) نشان داده می شود، معنی دارد.

در فیزیک، فرمول طول موج بستگی به اطلاعات اولیه ای دارد که در مورد یک ارتعاش داده شده در دسترس است. به عنوان مثال، در مورد نوسانات الکترومغناطیسی، می توانید فرکانس و سرعت انتشار موج را بدانید و سپس فرمول محاسبه معمولی را برای محاسبه طول موج اعمال کنید، یا می توانید انرژی یک فوتون را بدانید، سپس باید اعمال کنید. یک فرمول خاص برای انرژی

امواج سینوسی

طبق قضیه فوریه، هر موج تناوبی را می توان با مجموع امواج سینوسی با طول های مختلف نشان داد. این قضیه به ما اجازه می دهد تا هر موج تناوبی را با مطالعه اجزای سینوسی آن مطالعه کنیم.

برای موج سینوسی با فرکانس f، دوره T و سرعت انتشار v، فرمول طول موج این است: λ = v/f = v*T.

سرعت انتشار موج به نوع محیطی که فرآیند موج در آن رخ می دهد و همچنین به فرکانس نوسانات بستگی دارد. سرعت انتشار موج الکترومغناطیسی در خلاء یک مقدار ثابت و تقریباً برابر با 3*10 8 m/s است.

امواج صوتی

این نوع امواج مکانیکی به دلیل تغییر موضعی فشار در یک ماده که در طی فرآیندهای نوسانی رخ می دهد، ایجاد می شود. به عنوان مثال، در هوا در مورد مناطق کمیاب و فشرده صحبت می کنیم که به شکل یک موج کروی از منبع تولید کننده آنها منتشر می شوند. این نوع موج دوره ای است، بنابراین فرمول طول موج صوتی مانند موج سینوسی است.

توجه داشته باشید که فقط امواج طولی می توانند در مایعات و گازها منتشر شوند، زیرا در این محیط ها وقتی لایه های ماده نسبت به یکدیگر جابجا می شوند نیروی کشسانی ایجاد نمی شود، در حالی که در جسم جامد علاوه بر امواج طولی، امواج عرضی نیز می توانند وجود داشته باشند.

سرعت امواج صوتی در رسانه های مختلف

سرعت انتشار چنین امواجی با ویژگی های محیط نوسانی تعیین می شود: فشار، دما و چگالی ماده. از آنجایی که ذرات بنیادی تشکیل دهنده جامدات نسبت به این ذرات در مایعات به یکدیگر نزدیکتر هستند، این ساختار جامد اجازه می دهد تا انرژی ارتعاشی از طریق آن سریعتر از مایع منتقل شود، بنابراین سرعت انتشار موج در آنها بیشتر است. به همین دلیل سرعت صوت در مایعات بیشتر از گازها است.

داده های مربوط به سرعت صوت در برخی محیط ها:

در مورد هوا، توجه می کنیم که نیوتن فرمولی برای سرعت صوت در این محیط بسته به دما بدست آورد که متعاقباً توسط لاپلاس اصلاح شد. این فرمول به نظر می رسد: v = 331 + 0.6 * tºC.

بنابراین، فرمول طول موج صوتی با فرکانس f در هوا در دمای 25 درجه سانتیگراد به این شکل خواهد بود: λ = v/f = 346/f.

امواج الکترومغناطیسی

برخلاف امواج مکانیکی که ماهیت آنها ایجاد اختلال در ماده ای است که در آن منتشر می شود، امواج الکترومغناطیسی برای انتشار خود نیازی به ماده ندارند. آنها به دلیل دو اثر به وجود می آیند: اولاً یک میدان مغناطیسی متناوب یک میدان الکتریکی ایجاد می کند و دوم اینکه یک میدان الکتریکی متناوب یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی نوسانی عمود بر یکدیگر و عمود بر جهت حرکت موج هستند، بنابراین امواج الکترومغناطیسی طبق ماهیت آنها عرضی هستند.

در خلاء، این امواج با سرعت 3*108 متر بر ثانیه حرکت می کنند و می توانند مقادیر فرکانس متفاوتی داشته باشند، بنابراین طول موج الکترومغناطیسی به صورت: λ = v/f = 3*10 8 /f بیان می شود که در آن f فرکانس نوسان است.

طیف تابش الکترومغناطیسی

طیف تابش الکترومغناطیسی مجموع تمام طول موج های الکترومغناطیسی است. بخش های زیر از طیف متمایز می شوند:

• تابش رادیو الکتریک. طول موج طیف این تابش از چند سانتی متر تا هزاران کیلومتر متغیر است. از این امواج در تلویزیون و انواع ارتباطات استفاده می شود.
• اشعه مادون قرمز. این تابش حرارتی دارای طول موج هایی در حد چند میکرومتر است.
• نور مرئی. این بخشی از طیف است که چشم انسان می تواند آن را تشخیص دهد. طول موج آن از 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) متغیر است.
• طیف فرابنفش. طول موج آن بین 15 تا 400 نانومتر است.
• تابش اشعه ایکس. عمدتا در پزشکی استفاده می شود. طول موج آنها در منطقه 10 نانومتر تا 10 شب است. منبع تابش آنها ارتعاشات الکترون ها در اتم ها است.
• اشعه گاما. این قسمت بالاترین فرکانس طیف با طول موج کمتر از 10 عدد است. پرتوهای گاما قدرت نفوذ بسیار زیادی در هر ماده ای دارند. آنها در نتیجه فرآیندهایی که در هسته یک اتم اتفاق می افتد ایجاد می شوند.

محاسبه طول موج با استفاده از انرژی فوتون

اغلب در فیزیک مسائلی مطرح می شود که این سوال را مطرح می کنند که طول موج فوتون دارای انرژی E چقدر است. برای حل این نوع مسئله، باید از فرمول زیر استفاده کنید: E=h*c/λ، که c سرعت آن است. فوتون، h یک پلانک ثابت است که برابر با 6.626 * 10 -34 J * s است.

از فرمول بالا طول موج فوتون را بدست می آوریم: λ = h*c/E. به عنوان مثال، اجازه دهید انرژی فوتون E = 2.88 * 10 -19 J، و فوتون در خلاء حرکت کند، یعنی c = 3*10 8 m/s. سپس دریافت می کنیم: λ = h*c/E = 6.626*10 -34 *3*10 8 /2.88*10 -19 = 6.90*10 -7 m = 690 نانومتر. بنابراین، این فوتون دارای طول موجی است که در نزدیکی حد بالایی طیف مرئی قرار دارد و توسط شخص به عنوان یک پرتو قرمز نور درک می شود.

در طول درس می توانید به طور مستقل موضوع "طول موج" را مطالعه کنید. سرعت انتشار موج." در این درس با ویژگی های خاص امواج آشنا می شوید. اول از همه، یاد خواهید گرفت که طول موج چیست. ما به تعریف آن، نحوه تعیین و اندازه گیری آن خواهیم پرداخت. سپس نگاهی دقیق تر به سرعت انتشار موج خواهیم داشت.

برای شروع، اجازه دهید آن را به خاطر بسپاریم موج مکانیکیارتعاشی است که در طول زمان در یک محیط الاستیک منتشر می شود. از آنجایی که موج یک نوسان است، تمام ویژگی های مربوط به یک نوسان را خواهد داشت: دامنه، دوره نوسان و فرکانس.

علاوه بر این، موج ویژگی های خاص خود را دارد. یکی از این خصوصیات است طول موج. طول موج با حرف یونانی (لامبدا، یا می گویند "لامبدا") نشان داده می شود و بر حسب متر اندازه گیری می شود. بیایید ویژگی های موج را فهرست کنیم:

طول موج چیست؟

طول موج -این کمترین فاصله بین ذرات ارتعاشی با همان فاز است.

برنج. 1. طول موج، دامنه موج

صحبت در مورد طول موج در یک موج طولی دشوارتر است، زیرا در آنجا مشاهده ذراتی که ارتعاشات مشابهی انجام می دهند بسیار دشوارتر است. اما یک ویژگی نیز وجود دارد - طول موج، که فاصله بین دو ذره که ارتعاش یکسانی را انجام می دهند، ارتعاش با فاز یکسان را تعیین می کند.

همچنین طول موج را می توان مسافت طی شده توسط موج در طول یک دوره نوسان ذره نامید (شکل 2).

برنج. 2. طول موج

مشخصه بعدی سرعت انتشار موج (یا به سادگی سرعت موج) است. سرعت موجمانند هر سرعت دیگری با یک حرف نشان داده می شود و در اندازه گیری می شود. چگونه می توان به وضوح توضیح داد که سرعت موج چیست؟ ساده ترین راه برای انجام این کار استفاده از یک موج عرضی به عنوان مثال است.

موج عرضیموجی است که در آن اغتشاشات عمود بر جهت انتشار آن جهت گیری می کنند (شکل 3).

برنج. 3. موج عرضی

تصور کنید یک مرغ دریایی بر فراز تاج یک موج پرواز می کند. سرعت پرواز آن بر فراز تاج، سرعت خود موج خواهد بود (شکل 4).

برنج. 4. برای تعیین سرعت موج

سرعت موجبستگی به چگالی محیط دارد، نیروهای برهمکنش بین ذرات این محیط چقدر است. بیایید رابطه بین سرعت موج، طول موج و دوره موج را بنویسیم: .

سرعت را می توان به عنوان نسبت طول موج، مسافت طی شده توسط موج در یک دوره، به دوره ارتعاش ذرات محیطی که موج در آن منتشر می شود، تعریف کرد. علاوه بر این، به یاد داشته باشید که دوره با رابطه زیر با فراوانی مرتبط است:

سپس رابطه ای بدست می آوریم که سرعت، طول موج و فرکانس نوسان را به هم متصل می کند: .

می دانیم که یک موج در نتیجه عمل نیروهای خارجی به وجود می آید. توجه به این نکته حائز اهمیت است که وقتی یک موج از یک رسانه به رسانه دیگر منتقل می شود، ویژگی های آن تغییر می کند: سرعت امواج، طول موج. اما فرکانس نوسان ثابت می ماند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. سوکولوویچ یو.آ.، بوگدانوا جی.اس. فیزیک: کتاب مرجع با مثال هایی از حل مسئله. - پارتیشن مجدد نسخه 2. - X.: وستا: انتشارات "رانوک"، 1384. - 464 ص.
2. Peryshkin A.V.، Gutnik E.M.، فیزیک. پایه نهم: کتاب درسی آموزش عمومی. مؤسسات / A.V. پریشکین، ای.ام. گوتنیک. - ویرایش چهاردهم، کلیشه. - M.: Bustard, 2009. - 300 p.

1. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
2. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
3. پورتال اینترنتی "class-fizika.narod.ru" ()

مشق شب

>> فیزیک: سرعت و طول موج

هر موج با سرعت معینی حرکت می کند. زیر سرعت موجسرعت انتشار اختلال را درک کنید. به عنوان مثال، ضربه به انتهای میله فولادی باعث ایجاد فشردگی موضعی در آن می شود که سپس با سرعت حدود 5 کیلومتر بر ثانیه در طول میله منتشر می شود.

سرعت موج توسط خواص محیطی که موج در آن منتشر می شود تعیین می شود. هنگامی که موجی از یک محیط به رسانه دیگر می گذرد، سرعت آن تغییر می کند.

علاوه بر سرعت، یک ویژگی مهم یک موج طول موج آن است. طول موجفاصله ای است که موج در زمانی برابر با دوره نوسان در آن منتشر می شود.

جهت تکثیر رزمندگان

از آنجایی که سرعت موج یک مقدار ثابت است (برای یک محیط معین)، مسافت طی شده توسط موج برابر است با ضرب سرعت و زمان انتشار آن. بدین ترتیب، برای پیدا کردن طول موج، باید سرعت موج را در دوره نوسان در آن ضرب کنید.:

با انتخاب جهت انتشار موج به عنوان جهت محور x و نشان دادن مختصات ذرات در حال نوسان در موج از طریق y، می توان ساخت نمودار موج. نمودار یک موج سینوسی (در زمان ثابت t) در شکل 45 نشان داده شده است.

فاصله بین تاج های مجاور (یا فرورفتگی ها) در این نمودار با طول موج منطبق است.

فرمول (22.1) رابطه بین طول موج و سرعت و دوره آن را بیان می کند. با توجه به اینکه دوره نوسان در یک موج با فرکانس نسبت معکوس دارد، یعنی. T=1/ vمی‌توانیم فرمولی برای بیان رابطه بین طول موج و سرعت و فرکانس آن بدست آوریم:

فرمول به دست آمده نشان می دهد که سرعت موج برابر است با حاصل ضرب طول موج و فرکانس نوسانات در آن.

فرکانس نوسانات در موج با فرکانس نوسانات منبع منطبق است (از آنجایی که نوسانات ذرات محیط اجباری است) و به خواص محیطی که موج در آن منتشر می شود بستگی ندارد. هنگامی که موجی از یک رسانه به رسانه دیگر می گذرد، فرکانس آن تغییر نمی کند، فقط سرعت و طول موج تغییر می کند.

؟؟؟ 1. منظور از سرعت موج چیست؟ 2. طول موج چیست؟ 3. ارتباط طول موج با سرعت و دوره نوسان در موج چگونه است؟ 4. ارتباط طول موج با سرعت و فرکانس نوسانات در موج چگونه است؟ 5. کدام یک از ویژگی های موج زیر با عبور موج از یک رسانه به رسانه دیگر تغییر می کند: الف) فرکانس. ب) دوره؛ ج) سرعت؛ د) طول موج؟

کار آزمایشی . آب را داخل حمام بریزید و با لمس ریتمیک آب با انگشت (یا خط کش) روی سطح آن موج ایجاد کنید. با استفاده از فرکانس های مختلف نوسان (مثلاً یک و دو بار لمس آب در هر ثانیه)، به فاصله بین تاج های موج مجاور توجه کنید. طول موج در چه فرکانس نوسانی بیشتر است؟

S.V. گروموف، N.A. رودینا، فیزیک هشتم

ارسال شده توسط خوانندگان از سایت های اینترنتی

لیست کامل سرفصل ها بر اساس پایه، تست های فیزیک رایگان، برنامه تقویم طبق برنامه درسی فیزیک مدرسه، دروس و تکالیف فیزیک پایه هشتم، کتابخانه چکیده ها، تکالیف آماده

محتوای درس یادداشت های درسیفن آوری های تعاملی روش های شتاب ارائه درس فریم پشتیبانی می کند تمرین کارها و تمرینات کارگاه های خودآزمایی، آموزش ها، موارد، کوئست ها سوالات بحث تکلیف سوالات بلاغی از دانش آموزان تصاویر صوتی، کلیپ های ویدئویی و چند رسانه ایعکس، عکس، گرافیک، جداول، نمودار، طنز، حکایت، جوک، کمیک، تمثیل، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول افزونه ها چکیده هاترفندهای مقاله برای گهواره های کنجکاو کتاب های درسی پایه و فرهنگ لغت اضافی اصطلاحات دیگر بهبود کتب درسی و دروستصحیح اشتباهات کتاب درسیبه روز رسانی یک قطعه در کتاب درسی، عناصر نوآوری در درس، جایگزینی دانش منسوخ شده با دانش جدید فقط برای معلمان درس های کاملبرنامه تقویم برای سال؛ توصیه های روش شناختی؛ برنامه بحث دروس تلفیقی

طول موج فاصله بین دو نقطه مجاور است که در یک فاز نوسان می کنند. به طور معمول، مفهوم "طول موج" با طیف الکترومغناطیسی مرتبط است. روش محاسبه طول موج به این اطلاعات بستگی دارد. اگر سرعت و فرکانس موج مشخص است از فرمول اصلی استفاده کنید. اگر نیاز به محاسبه طول موج نور از انرژی فوتون شناخته شده دارید، از فرمول مناسب استفاده کنید.

مراحل

قسمت 1

محاسبه طول موج از روی سرعت و فرکانس شناخته شده

برای محاسبه طول موج از فرمول استفاده کنید.برای پیدا کردن طول موج، سرعت موج را بر فرکانس تقسیم کنید. فرمول: λ = v f (\displaystyle \lambda =(\frac (v)(f)))

از واحدهای اندازه گیری مناسب استفاده کنید.سرعت با واحدهای متریک مانند کیلومتر در ساعت (کیلومتر در ساعت)، متر بر ثانیه (متر بر ثانیه) و غیره اندازه‌گیری می‌شود (در برخی کشورها سرعت در سیستم امپراتوری مانند مایل در ساعت اندازه‌گیری می‌شود. ). طول موج بر حسب نانومتر، متر، میلی متر و غیره اندازه گیری می شود. فرکانس معمولاً بر حسب هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود.

• واحدهای اندازه گیری نتیجه نهایی باید با واحدهای اندازه گیری داده های منبع مطابقت داشته باشد.
• اگر فرکانس بر حسب کیلوهرتز (کیلوهرتز) یا سرعت موج بر حسب کیلومتر بر ثانیه (کیلومتر بر ثانیه) باشد، مقادیر داده شده را به هرتز (10 کیلوهرتز = 10000 هرتز) و متر بر ثانیه (m/s) تبدیل کنید. ).

1. مقادیر شناخته شده را به فرمول وصل کنید و طول موج را پیدا کنید.مقادیر سرعت و فرکانس موج را با فرمول داده شده جایگزین کنید. تقسیم سرعت بر فرکانس به شما طول موج می دهد.

   از فرمول ارائه شده برای محاسبه سرعت یا فرکانس استفاده کنید.فرمول را می توان به شکل دیگری بازنویسی کرد و در صورت داده شدن طول موج، سرعت یا فرکانس را محاسبه کرد. برای پیدا کردن سرعت از فرکانس و طول موج شناخته شده، از فرمول استفاده کنید: v = λ f (\displaystyle v=(\frac (\lambda)(f))). برای پیدا کردن فرکانس از یک سرعت و طول موج شناخته شده، از فرمول استفاده کنید: f = v λ (\displaystyle f=(\frac (v)(\lambda ))).

   قسمت 2

   محاسبه طول موج از انرژی فوتون شناخته شده

   1. طول موج را با استفاده از فرمول محاسبه انرژی فوتون محاسبه کنید.فرمول محاسبه انرژی فوتون: E = h c λ (\displaystyle E=(\frac (hc)(\lambda )))، جایی که E (\displaystyle E)- انرژی فوتون، اندازه گیری شده در ژول (J) h (\displaystyle h)- ثابت پلانک برابر با 6.626 x 10 -34 J∙s، c (\displaystyle c)– سرعت نور در خلاء برابر با 3×108 متر بر ثانیه، λ (\displaystyle \lambda)- طول موج، بر حسب متر اندازه گیری می شود.

      • در مسئله، انرژی فوتون داده خواهد شد.

   2. فرمول داده شده را دوباره بنویسید تا طول موج را پیدا کنید.برای این کار یک سری عملیات ریاضی انجام دهید. دو طرف فرمول را در طول موج ضرب کنید و سپس هر دو طرف را بر انرژی تقسیم کنید. فرمول را دریافت خواهید کرد: λ = h c E (\displaystyle \lambda =(\frac (hc)(E))). اگر انرژی فوتون مشخص باشد، می توان طول موج نور را محاسبه کرد.

موج نور - موج الکترومغناطیسی در محدوده طول موج مرئی فرکانس موج نور تعیین کننده رنگ است. انرژی منتقل شده توسط یک موج نور متناسب با مربع دامنه آن است.

امواج نوری محدوده وسیعی را در مقیاس امواج الکترومغناطیسی فراتر از امواج رادیویی میلی‌متری فوق کوتاه و تا کوتاه‌ترین پرتوهای گاما - امواج الکترومغناطیسی با طول موج کمتر از 0.1 نانومتر (1 نانومتر = 10-9 متر) پوشش می‌دهند.

هر موج از نقطه ای به نقطه دیگر نه فورا، بلکه با سرعت معینی منتشر می شود.

سرعت انتشار نور و امواج الکترومغناطیسی به طور کلی در خلاء (و عملاً در هوا) تقریباً 300000 کیلومتر بر ثانیه است.

در نزدیکی یک جسم، سایه آن دارای لبه های تیز است، اما طرح کلی
با افزایش فاصله بین اجسام، سایه ها محو می شوند
و سایه اگر در نظر بگیریم که نور سفر می کند، درک این مسئله دشوار نیست
مستطیل است و هر منبع نوری متناهی دارد
اندازه ها مطالعه انتشار پرتوهای نور نشان می دهد
که در لبه هر سایه یک ناحیه تا حدی روشن وجود دارد
شهوت این به اصطلاح نیم سایه، طرح کلی سایه را متفاوت می کند
شسته. تاریک ترین قسمت سایه (سایه عمیق) کاملاً است
از منبع نور حصار شده است. عرض نیم سایه کوچکتر است
هر چه سایه به جسمی که آن را می‌اندازد نزدیک‌تر باشد، بنابراین
نزدیک به جسم، سایه واضح تر به نظر می رسد.

مشخص شد که موج نور نوسانی از میدان های الکتریکی و مغناطیسی است که در فضا منتشر می شود. هر دو میدان در صفحات متقابل عمود بر هم نوسان می کنند که بر جهت انتشار موج نیز عمود هستند. در واقع امواج نور نوعی امواج الکترومغناطیسی هستند که شامل اشعه ایکس، فرابنفش، مادون قرمز و امواج رادیویی نیز می شود. امواج نور زمانی توسط اتم ها ساطع می شوند که الکترون های موجود در آنها از یک مدار به مدار دیگر حرکت کنند. اگر یک اتم انرژی مانند گرما، نور یا انرژی الکتریکی دریافت کند، الکترون ها از هسته دور می شوند و به مدارهایی با انرژی بالاتر می روند. سپس آنها به مدارهای نزدیکتر به هسته با انرژی کمتر برمی گردند، در حالی که انرژی را به شکل امواج الکترومغناطیسی ساطع می کنند. اینگونه است که نور پدید می آید.

شکل موج- یک نمایش بصری یا یک نمایش انتزاعی از یک شکل موج، مانند یک موج، که از طریق یک رسانه فیزیکی منتشر می شود.

در بسیاری از موارد، محیطی که موج در آن منتشر می شود، اجازه نمی دهد شکل آن به صورت بصری مشاهده شود. در این مورد، اصطلاح "سیگنال" به شکل نمودار یک کمیت به عنوان تابعی از زمان یا مسافت اشاره دارد. برای تجسم شکل موج می توان از ابزاری به نام اسیلوسکوپ برای نمایش مقدار کمیت اندازه گیری شده و تغییر آن بر روی صفحه استفاده کرد. در معنای گسترده تر، اصطلاح "سیگنال" برای اشاره به شکل نمودار مقادیر هر کمیتی که در طول زمان تغییر می کند استفاده می شود.

سیگنال های دوره ای رایج عبارتند از ( تی- زمان):

موج سینوسی: گناه (2 π تی). دامنه سیگنال مربوط به تابع سینوسی مثلثاتی (سین) است که در طول زمان تغییر می کند.

· پیچ و خم: اره ( تی) - اره ( تی- وظیفه). این سیگنال معمولا برای نمایش و انتقال داده های دیجیتال استفاده می شود. پالس های مستطیلی با پریود ثابت حاوی هارمونیک های فرد هستند که 6- دسی بل/اکتاو هستند.

· موج مثلث: ( تی- 2 طبقه (( تی+ 1) /2)) (-1) طبقه (( تی+ 1) /2) . شامل هارمونیک های فرد است که در dB/اکتاو 12- است.

موج دندانه اره ای: 2 ( تی- طبقه( تی)) − 1. شبیه دندان اره است. به عنوان نقطه شروع برای سنتز تفریقی استفاده می شود، زیرا موج دندانه اره با دوره ثابت حاوی هارمونیک های زوج و فرد است که در dB/octave-6 قرار می گیرند.

شکل موج های دیگر اغلب شکل موج مرکب نامیده می شوند زیرا در بیشتر موارد می توان آنها را به عنوان ترکیبی از چندین موج سینوسی یا مجموع سایر توابع پایه توصیف کرد.

سری فوریه تجزیه یک سیگنال تناوبی را بر اساس این اصل اساسی توصیف می کند که هر سیگنال تناوبی را می توان به صورت مجموع (احتمالاً نامتناهی) از اجزای اساسی و هارمونیک نشان داد. سیگنال های غیر تناوبی محدود انرژی را می توان به عنوان سینوسی پس از تبدیل فوریه تجزیه و تحلیل کرد.

طول موج (λ) کوتاه ترین فاصله بین نقاط موجی است که در همان فازها در نوسان هستند. ما نور را با چشمان خود درک می کنیم. این یک موج الکترومغناطیسی با طول موج (در خلاء) از 760 نانومتر (قرمز) تا 420 نانومتر (بنفش) است. - طول موج فرکانس ارتعاشات نور از 4 است. 10 14 هرتز (بنفش) تا 7 . 10 14 هرتز (قرمز). این یک نوار نسبتاً باریک در مقیاس امواج الکترومغناطیسی است. فرکانس موج نور (طول موج در خلاء) رنگ نوری را که می بینیم تعیین می کند: یک موج سینوسی به طور نمادین فرکانس (طول موج) قسمت مربوطه از طیف (رنگ) را نشان می دهد. رنگ های طیفی اصلی (که نام خاص خود را دارند) و همچنین ویژگی های انتشار این رنگ ها در جدول ارائه شده است:	λ - طول موج نور	متر
ج - سرعت نور	m/c
T - دوره نوسانات EM	با
ν - فرکانس نوسانات موج نور	هرتز

نوسانات- فرآیند تغییر حالات یک سیستم در اطراف نقطه تعادل که در طول زمان به یک درجه یا درجه دیگر تکرار می شود. به عنوان مثال، هنگامی که یک آونگ نوسان می کند، انحرافات آن در یک جهت یا جهت دیگر از وضعیت عمودی تکرار می شود. هنگامی که نوسانات در مدار نوسانی الکتریکی رخ می دهد، مقدار و جهت جریان عبوری از سیم پیچ تکرار می شود.

ارتعاشات الکترومغناطیسیتغییرات تناوبی در کشش E و القایی B نامیده می شوند.

امواج الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی، مایکروویو، تابش مادون قرمز، نور مرئی، اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس و اشعه گاما است.

انتقال ارتعاشات به این دلیل است که مناطق مجاور محیط به یکدیگر متصل هستند. این اتصال را می توان به روش های مختلفی انجام داد. ممکن است به خصوص به دلیل ، نیروهای الاستیک، که در نتیجه تغییر شکل محیط در طی ارتعاشات آن ایجاد می شود. در نتیجه، نوسانی که به نحوی در یک مکان ایجاد می شود، مستلزم وقوع پی در پی نوسانات در نقاط دیگر، دورتر و بیشتر از نوسان اصلی است و به اصطلاح. موج.

امواج الکترومغناطیسی - این امواج نشان دهنده انتقال نوسانات میدان های الکتریکی و مغناطیسی از یک مکان در فضا به مکان دیگر است که توسط بارها و جریان های الکتریکی ایجاد می شود. هر تغییری در میدان الکتریکی باعث پیدایش میدان مغناطیسی می شود و بالعکس هر تغییری در میدان مغناطیسی میدان الکتریکی ایجاد می کند. یک محیط جامد، مایع یا گاز می تواند تأثیر زیادی بر انتشار امواج الکترومغناطیسی داشته باشد، اما وجود چنین محیطی برای این امواج ضروری نیست. امواج الکترومغناطیسی می توانند در هر جایی که میدان الکترومغناطیسی وجود داشته باشد منتشر شوند و بنابراین در خلاء، به عنوان مثال. در فضایی بدون اتم

هر موج از نقطه ای به نقطه دیگر نه فورا، بلکه با سرعت معینی منتشر می شود.

نوسانات الکترومغناطیسی نوسانات به هم پیوسته میدان های الکتریکی و مغناطیسی هستند.

ارتعاشات الکترومغناطیسی در مدارهای الکتریکی مختلف ظاهر می شود. در این حالت مقدار بار، ولتاژ، قدرت جریان، شدت میدان الکتریکی، القای میدان مغناطیسی و سایر کمیت های الکترودینامیکی در نوسان است.

نوسانات الکترومغناطیسی آزاد در یک سیستم الکترومغناطیسی پس از خارج کردن آن از حالت تعادل به وجود می آیند، به عنوان مثال، با انتقال بار به خازن یا تغییر جریان در بخشی از مدار.

این نوسانات میرا هستند، زیرا انرژی ارسال شده به سیستم صرف گرمایش و سایر فرآیندها می شود.

نوسانات الکترومغناطیسی اجباری نوسانات بدون میرا در یک مدار هستند که توسط یک EMF سینوسی خارجی به طور متناوب در حال تغییر است.

نوسانات الکترومغناطیسی با قوانینی مشابه با نوسانات مکانیکی توصیف می شوند، اگرچه ماهیت فیزیکی این نوسانات کاملاً متفاوت است.

ارتعاشات الکتریکی یک مورد خاص از ارتعاشات الکترومغناطیسی است که ارتعاشات فقط کمیت های الکتریکی در نظر گرفته می شود. در این مورد، آنها در مورد جریان متناوب، ولتاژ، برق و غیره صحبت می کنند.

مدار نوسانی

مدار نوسانی یک مدار الکتریکی است متشکل از یک خازن با ظرفیت C، یک سیم پیچ با اندوکتانس L و یک مقاومت با مقاومت R که به صورت سری به هم متصل شده اند.

حالت تعادل پایدار مدار نوسانی با حداقل انرژی میدان الکتریکی (خازن شارژ نمی شود) و میدان مغناطیسی (جریان از طریق سیم پیچ وجود ندارد) مشخص می شود.

مقادیر بیانگر خصوصیات خود سیستم (پارامترهای سیستم): L و m، 1/C و k

مقادیر مشخص کننده وضعیت سیستم:

مقادیری که میزان تغییر در وضعیت سیستم را بیان می کنند: u = x"(t)و i = q"(t).