Vlnové periody představují dobu potřebnou k dokončení jednoho vlnového cyklu. Periodu vlny zjistíme převrácením frekvence nebo vydělením vlnové délky její rychlostí.
Kde je období vlny?
Perioda vlny se měří v sekundách a zjistí se měřením doby, kterou vlna potřebuje k dokončení jednoho cyklu neboli vlnové délky. Pokud je frekvence vlny známa, lze periodu vypočítat převrácenou hodnotou frekvence.
Co je to období ve fyzice?
Ve fyzice je perioda vlny množstvím času, který vlna potřebuje, aby dokončila jeden vlnový cyklus nebo vlnovou délku, což je vzdálenost od vrcholu k vrcholu nebo koryta k dolnímu konci.
Obsah
- Jak najít období vlny?
- Procvičte si výpočet vlnové periody
- Shrnutí lekce
Co je to období vlny?
Většina lidí zná pojem vlny. Jsou vidět v oceánu, na strunách nástrojů, jako jsou kytary, ve švihadlech na hřišti, ve vlnkách v rybníku nebo dokonce na sportovních akcích v davu. Vlny jsou také přítomny způsobem, že jejich struktura není vidět pouhým okem, jako jsou zvukové vlny nebo elektromagnetické vlny (světlo). Mají specifické vlastnosti, které je činí jedinečnými: vysoký a nízký bod, které oscilují v nepřetržitém cyklu.
Tento nepřetržitý cyklus se nazývá vlnový cyklusa je definována jako vlna vrchol na vrchol, popř koryto do koryta, kde vrchol nebo hřeben je nejvyšším bodem vlny a prohlubeň je nejnižším bodem vlny. Vzdálenost mezi vrcholem vlny nebo mezi vrcholem a korytem je stejná a je také známá jako vlnová délka protože měří délku vlnového cyklu.
Jednoduchá vlna, kde lze vlnovou délku měřit od vrcholu k vrcholu nebo od nejnižšího k druhému.
Řekněme, že vlně trvá dvě sekundy, než se přesune z vrcholu na vrchol nebo ze dna do dna. Toto měření času by bylo známé jako vlna období. vlnové období je doba potřebná k tomu, aby vlna dokončila jeden celý cyklus, měřeno v sekundách. To lze určit nebo vypočítat několika různými způsoby a má mnoho užitečných aplikací.
Vlnová frekvence
Další vlastností vlny je její frekvence. Podobně jako u vlnové periody má frekvence vlny co do činění s časem a vlnovým cyklem. Frekvence však udává, kolik vlnových cyklů projde v daném časovém úseku.
Například bylo uvedeno, že vlně v předchozím příkladu trvalo dvě sekundy, než dokončila jeden cyklus, který byl znám jako její vlnová perioda. Nyní řekněme, že stejná vlna byla pozorována po dobu deseti sekund. Kolikrát vlna opakovala svůj cyklus?
Protože vlna může dokončit jeden cyklus za dvě sekundy, pak by dokončila pět cyklů za deset sekund. To znamená, že vlna má frekvenci pěti cyklů v časovém rozpětí deseti sekund. Frekvence se však obvykle měří v počtu cyklů, ke kterým dojde během pouhého jedna sekunda, takže frekvence této vlny by byla polovina cyklu za sekundu. Jinými slovy, tato vlna může dokončit pouze polovinu svého cyklu za jednu sekundu.
Vlny se liší frekvencí a dobrým příkladem toho je viditelné vlnové spektrum světla. Pamatujte, že světlo se skládá ze všech barev duhy.
Porovnání různých frekvencí, které tvoří vizuální spektrum světla.
Toto je reprezentace různých frekvencí, které tvoří barvy světla, přičemž červená má nejnižší frekvenci a fialová nejvyšší. Frekvence lze zjistit počítáním špiček, protože všechny jsou zobrazeny ve stejném časovém rámci.
Červená má nejnižší frekvenci, protože je zde nejmenší množství vrcholů. Na druhou stranu, fialová má nejvyšší frekvenci, protože má nejvíce vrcholů. Při pohledu na obrázek je vidět, jak frekvence úzce souvisí s vlnovou délkou. Červená má nejen nejnižší frekvenci, ale má také nejdelší vlnovou délku. To dává smysl, protože pokud je vlna delší, nebyla by schopna dokončit tolik cyklů v daném časovém rámci jako kratší vlna.
Frekvenci lze zjistit pomocí rychlosti vlny ( v ) a dělením jeho vlnovou délkou ( lambda ):
kde f je frekvence měřená v cyklech za sekundu nebo Hertz (Hz), v je rychlost v metrech za sekundu a lambda je vlnová délka v metrech.
To znamená, že množství vlnových cyklů, které projdou za daný čas, závisí na tom, jak rychle se vlna pohybuje a na délce vlny.
Jak najít období vlny?
Jak již bylo řečeno, frekvence a perioda vlny spolu úzce souvisí. Frekvence popisuje, jak často nebo jak často vlna projde svým cyklem v daném čase, zatímco perioda popisuje, jak dlouho trvá, než vlna dokončí jeden cyklus. Pokud má tedy vlna kratší periodu, což znamená, že může dokončit cyklus v krátkém čase, může v daném časovém úseku projít více cyklů, čímž se zvýší frekvence. Jinými slovy, s nižší periodou bude mít vlna vyšší frekvenci a naopak. V matematickém světě se říká, že tyto dva jsou navzájem nepřímo úměrné, kde hodnota jednoho stoupá, zatímco hodnota druhého klesá.
Vzorec období vlny
Vzhledem k nepřímo úměrnému vztahu mezi frekvencí a periodou vlny je vzorec pro periodu vlny jednoduše inverzní frekvence vlny:
kde T je perioda v sekundách, f je vlnová frekvence, lambda je vlnová délka v metrech a v je rychlost v metrech za sekundu.
To bylo ukázáno v předchozích příkladech, kde bylo zjištěno, že perioda vlny je dvě sekundy na cyklus, zatímco frekvence stejné vlny byla jeden na dva (nebo polovinu) cyklů za sekundu.
Když se podíváme na jiný příklad, řekněme, že vlna dokončí třicet cyklů každých deset sekund. Jaké je období této vlny?
Vzhledem k tomu, že vlna projde svým cyklem třicetkrát během deseti sekund, pak každou jednu sekundu dokončí tři cykly. Proto má vlna frekvenci tří cyklů za sekundu. Nyní lze k určení periody vzít převrácenou hodnotu této frekvence:
Vlna má periodu 1/3, což znamená, že dokončí celý cyklus za pouhou jednu třetinu sekundy.
Chcete-li odemknout tuto lekci, musíte být členem Study.com.
Vytvořte si účet
