Hvordan bestemmes hastigheden på en bølge eksperimentelt?

Forståelse af bølgeegenskaber

* bølgelængde (λ): Afstanden mellem to på hinanden følgende kamre (eller truger) af en bølge.

* frekvens (f): Antallet af bølgecyklusser, der passerer et fast punkt pr. Sekund.

* hastighed (v): Afstanden bølgen bevæger sig pr. Tidsenhed.

Det grundlæggende forhold

En bølgehastighed er direkte relateret til dens bølgelængde og frekvens:

v =fλ

Eksperimentelle metoder

1. ved hjælp af en lineal og stopur (til bølger på en streng eller vand):

* opsætning:

* Opret en bølge på en streng eller i en krusningstank.

* Marker et udgangspunkt for bølgen.

* Brug en lineal til at måle afstanden mellem to på hinanden følgende kamre (bølgelængde, λ).

* Brug et stopur til tiden, hvor lang tid det tager for et vist antal bølger at passere et fast punkt.

* Beregning:

* frekvens (f): Del antallet af bølger, der tælles af det tidspunkt, det tog for dem at passere.

* hastighed (v): Multiplicer frekvensen (f) med bølgelængden (λ).

2. ved hjælp af en lydhastighedsmåler (til lydbølger):

* opsætning:

* Brug en lydhastighedsmåler, som typisk udsender en lydpuls og måler den tid, det tager for pulsen at vende tilbage efter at have reflekteret et mål.

* Beregning:

* Lydhastighedsmåleren beregner direkte lydhastigheden ved hjælp af afstanden til målet og den tid, det tager for pulsen at vende tilbage.

3. ved hjælp af et stroboskop (til bølger i en krusningstank):

* opsætning:

* Opret bølger i en krusningstank.

* Juster stroboskopets frekvens, indtil bølgerne ser ud til at være frosset i tide.

* Beregning:

* Stroboskopets frekvens vil være lig med frekvensen af ​​bølgerne (F).

* Mål afstanden mellem to på hinanden følgende kamre (λ).

* Beregn hastigheden (v) ved hjælp af v =fλ.

Vigtige overvejelser

* Nøjagtighed: Sørg for nøjagtige målinger af bølgelængde og tid. Brug en lineal med passende præcision og et stopur med en god opløsning.

* bølgetype: Den metode, du bruger, afhænger af den type bølge, du undersøger.

* Miljø: Hastigheden af ​​lyd og andre bølger kan påvirkes af faktorer som temperatur og medium.

Eksempel:Måling af bølgernes hastighed på en streng

1. Mål bølgelængden: Lad os sige, at du måler afstanden mellem to kamre for at være 0,2 meter (λ =0,2 m).

2. Mål frekvensen: Du tæller 10 bølger, der passerer et punkt på 5 sekunder. Frekvensen er 10 bølger / 5 sekunder =2 Hz (F =2 Hz).

3. Beregn hastigheden: Bølgenes hastighed er V =fλ =2 Hz * 0,2 m =0,4 m/s.

Fortæl mig, hvis du gerne vil have flere detaljer om nogen af ​​disse metoder!