Fale stojące

Powstawanie fal stojących jest rezultatem szczególnego przypadku interferencji tj. jest wynikiem nakładania się fal o tych samych długościach i amplitudach, lecz poruszających się w przeciwnych kierunkach. Fale stojące powstają w ośrodkach ograniczonych geometrycznie, gdzie mogą się na siebie nakładać fale padająca i odbita  od granicy ośrodka.

Na rysunku przedstawiono dwie fale o tych samych długościach i amplitudach, biegnące w przeciwnych kierunkach. Wynikiem ich interferencji (nałożenia się na siebie) jest fala stojąca.

Aby znaleźć równanie fali stojącej należy posłużyć się zasadą superpozycji, zgodnie z którą wychylenie wypadkowe fali jest sumą wychyleń fal interferujących:

y  = y1 + y2

Równania nakładających się fal mają postać:

y _{1} =Asin\left[2 \pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{ \lambda } \right)\right]

y _{2} =Asin\left[2 \pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{ \lambda } \right)\right]

gdzie: A – amplituda fali, t – czas, T – okres drgań, x – położenie, λ – długość fali.

 Wychylenie fali wypadkowej można więc zapisać następująco:

y=Asin\left[2 \pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{ \lambda } \right)\right]+Asin\left[2 \pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{ \lambda } \right)\right]
 
Korzystając z zależności sin \alpha +sin \beta =2sin \frac{1}{2} ( \alpha + \beta )cos \frac{1}{2} ( \alpha - \beta ) , otrzymamy równanie:

y =\left[2Asin \left( \frac{2 \pi }{ \lambda } \cdot x \right)\right]cos\left( \frac{2 \pi }{T} \cdot t\right)
 
Ostatnie wyrażenie nie może opisywać fali biegnącej – opisuje ono falę stojącą.
Wielkość 2Asin\left( \frac{2 \pi }{ \lambda }  \cdot x\right)  jest amplitudą elementu fali znajdującego się w odległości x.

Polecamy również:

  • Fala stojąca - węzły i strzałki

    W odróżnieniu do fal biegnących amplituda fali stojącej jest zależna od położenia (x) danego elementu fali (w przypadku fal biegnących amplituda w każdym punkcie była identyczna) i wyraża się wzorem: Więcej »

Komentarze (2)
Wynik działania 5 + 4 =
nikodem
2020-05-10 09:50:27
Jakie są przykłady fali stojącej??
Fizyczka
2019-04-09 06:48:18
Bardzo ciekawe i pomocne ;)
Ostatnio komentowane
o jeny, tyłek mi to uratowało na zdalnych, wielkie dzięki
michau_król • 2021-01-19 10:17:47
ugabuga
k6sd8 • 2021-01-19 09:35:25
Fajne
BOBBB • 2021-01-18 08:36:01
Dzięki
Daria • 2021-01-17 19:29:14
mozna dac tu problematyke?
kugucik • 2021-01-17 12:08:01