Lained Mida nimetatakse laineks Laineks nimetatakse võnkumise levimisprotsessi ruumis. Laine kui häiritus levib keskkonnas lõpliku kiirusega. Kuidas lained jagunevad ? Lained jagunevad ristlaineteks ja pikilaineteks , keskkonna järgi ruumelastuslaineteks ja kujuelastuslaineteks. On olemas ka pinnalained, tasalained ja sfäärilised lained Kõige lihtsamad lained on ühtlases keskkonnas levivad elastuslained Elastsuslaine Elastsuslaine tekib keskkonnas, mille osakesed on püsivas tasakaalus (aatomid kristallvõres, molekulid vedeliku pinnal) juhul, kui mõne(de) osakes(t)e kohalt nihutamine rikub süsteemi tasakaalu. Paigaltnihutatud osakese ja naaberosakeste vahel tekivad sel juhul elastsusjõu tüüpi jõud, mis · sunnivad paigaltnihutatud osakest pöörduma tagasi tasakaaluasendisse; · nihutavad paigalt naaberosakesed. Kuidas lained tekivad Lained tekivad siis, kui võnkumine levib edasi
Paber Põhiliselt taimsetest kiududest koosnev materjal Kasutatakse eelkõige kirjutusmaterjalina Teda on ka suhteliselt odav toota valmistatakse tselluloosist, linasest kaltsust või muudest kiududest leiutati umbes 2000 aastat tagasi Hiinas kirjutusmaterjalina Sõna paber on tulnud kreeka keelest Tänapäeval kasutatava paberi sünnimaaks on Hiina Heli- ja videolindistused Heli on elastses keskkonnas leviv elastsuslaine Laiemas tähenduses mõistetakse heli all igasugust elastses keskkonnas levivat lainet Kõne keele põhiline avaldumisvorm eesmärgistatud suuline esinemine, sõnavõtt ühendus helistaja ja vastaja vahel telefonivõrgu vahendusel Telefon kommunikatsiooni vahend peetakse sidet helitoonide ehk keele vahendusel Heli kantakse edasi elektrisignaalide abil
levivaid rõhu või mehaanilise pinge muutusi. Heli levib lainetena, kus on elastne keskkond. Vaakumis helilained ei levi, sest puudub elastne keskkond, mis võnkumist edasi kannaks. Heli poolt tekitatavat rõhkude vahet nimetatakse helirõhuks ja heli poolt ajaühikus läbi laine levimise suunaga risti oleva pinnaühiku kantavatenergiat helienergia tiheduseks ehk (füüsikaliseks) helitugevuseks (helivaljus). Kuulmisaistingu tekitab õhus või vees leviva elastsuslaine poolt kuulmekilele avaldatav rõhk. Kuuldepiirkonda piirab madalate energiate poolt kõrva tundlikkus (kuuldelävi) ja kõrgete poolt valulävi, millest suurema rõhu toimel tekib valuaisting. 5. osoonikiht Osoonikiht (ka osoonikilp, osooniekraan) on keskmiselt 1555 km kõrgusel asuv stratosfääri kiht, kus Päikese ultraviolettkiirguse toime tõttu on atmosfääri keskmisest suurem osooni kontsentratsioon. Osoon tekib atmosfääris ultraviolettkiirguse mõjul
Siis kui kehale ei mõju mehaaniline pinge ja keha kaal on võrdne 0-ga, keha kiirendus peab olema võrdne raskuskiirendusega. Kas kuul on raskuskiirendus suurem või väiksem kui Maal? Miks? Kuidas muutub pendli periood Kuu peal? Väiksem, kuna ta mass on väiksem Maast, pendel käib väga aeglaselt edasi-tagasi. Pendli perioodi valem ja avalda sealt g: T =2 l g , kus l= pendli pikkus (m); g= raskuskiirendus (m/s2) 4. Heli kiirus Heli: elastses keskkonnas leviv elastsuslaine, mida on võimalik kuulda. Mehaaniline laine: võnkumine, mis kannab edasi aine (nt. veepind kui seda puudutada, siis tekib mehaaniline laine). Täisvõnge, lainepikkus, sagedus, periood, faas, algfaas ja faasinihe? Täisvõnge: laine liigub tagasi oma algsesse asendisse, peale oma algsest asendist lahkumist, (nt pikilaine üks võnge või pendli üks võnge). Lainepikkus: kahe täisvõnke vahemaa Sagedus: võrdsetel ajavahemikel korduv tegevus (pendel või heli laine)
praktikumi jooksul lähemalt tutvust tehtud. Mina kahjuks praktikumi käigus kuuldelävede ja müra taseme mõõtmisega kokku ei puutunud, kuna vastavad aparaadid olid lihtsalt vigased. Seega piirdub minu ettekanne üldise informatsiooniga ning ei lasku arvutustesse. Referaadis toon aga välja ka mõned põhivalemid. Enne, kui põhiteemade juurde pöördun, räägin natuke ka helist kui füüsikalisest nähtusest ning selle omadustest. Heli Heli on keskkonnas leviv elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkes - ka ristlaine) võnkumine, mis levib õhus kiirusega 344 m/s. Füsioloogiliselt suudab normaalse kuulmisega inimene tajuda õhus levivaid helisid võnkesagedusega 16 kuni 20 000 Hz (väikelapsed isegi kuni 40 000 Hz). Tajupiiridest kõrgemad ja madalamad sagedused on vastavalt ultraheli ja infraheli. Kuuldelävi (vaikseim heli, mida tajutakse) sõltub sagedusest, aga on umbes 0 dB lähedal; valulävi (millest tugevam
perioodiliselt mõjuva välisjõu toimel. Füüsikas on resonants nähtus, kus võnkeamplituud saavutab teatud sagedusel maksimaalse väärtuse. Vastavat sagedust nimetatakse resonantsisageduseks. Viimane on enamasti ligilähendane süsteemi omavõnkesagedusele o Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis) 9) Elastsuslaine o Piki ja ristlaine (+ joonised) – Pikilaine on laine, milles võnkumine toimub laine levimise sihis. Pikilained võivad tekkida gaasides, vedelikes ja tahketes kehades, ristlained aga niisugustes tahketes kehades, milles deformatsioon põhjustab elastsusjõu tekke, ja vedelike pinnal pindpinevusjõudude toimel. Pikilaine on ka näiteks helilaine. Ristlaine ehk ristilaine on laine, kus keskkonna osakesed võnguvad risti lainete levimise suunaga
Süsteemi jõud kompenseerib liikuvale kehale mõjuva hõõrdejõu. (joonis paremal) Resomamts – võnkeamplituudi järsku kasvamist perioodilise välisjõu sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega. Selle tekkimise eelduseks ongi sageduste võrdsus. o Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis) 9) Elastsuslaine o Piki- ja ristlaine (+ joonised) Pikilaine – laine, milles võnkumiste suund in piki levimise sihti Ristilaine – laine, milles on võnkumiste suund risti laine levimise sihiga Lainepikkus ja laine levimiskiirus (+ valemid ja joonis) Lainepikkus - nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva punkti vahel. Siinuslaines on lainepikkuseks vahemaa kahe lähima laineharja vahel. Tavaliselt tähistatakse lainepikkust kreeka tähega lambda (λ)
väärtuse poolest. ω1 ≠ω2 Võnkumine ajas muutuva amplituudiga. Amplituudi muutumise ringsageduseks on Δω . § Võnkumised kord tugevdavad, kord kustutavad teineteist •Tuiklemine – liitvõnkumise amplituud muutub harmoonilise liikumise seduse kohaselt Virvendus – kiire "värin" aeglasema võnkumise taustal. Ristsihilised võnkumised on väikeste hälvete juures mõlemad harmoonilised 9) Elastsuslaine •Piki ja ristlaine (+ joonised) Pikilaine – osakesed võnguvad laine levimissuunas. Nn. Ruumlainetus – aine sees, e. Elastne laine (nt. Helilaine) Ristlaine– osakeste võnkuvumise suund on risti laine levimissuunaga. Kahekeskkonna piiril: lained keeltes, membraanides, vedelate ja tahkete kehade pinnal; (elektromagnetlained)
Näiteks ei lubata sõjaväel minna üle silla rivisammul et välistada silla purunemist. Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) Võnkumised kord tugevdavad, kord nõrgendavad teineteist, seda nim. tuiklemiseks, lähedaste sagedustega võnkumised liituvad (selleks on vajalik, et samasihiliste võnkumiste sagedused erinevad vähe). Elastus, Piki- ja ristlaine Elastsuslaine Tekib keskkonnas juhul, kui mõne osakese kohalt nihutamine rikub süsteemi tasakaalu. Ja see tasakaalust nihutamine tekitab elastsusjõu tüüpi jõudu, mis sunnib paigaltnihutatud osakest pöörduma tagasi tasakaaluasendisse ja nihutab paigalt naaberosakese. Ristlaine - laine, kus võnkimine toimub levimissihiga risti. /nt merelained, valgus Pikilaine - võnkumine toimub piki levimissihti. /nt laual lebav vedru, mida ühest otsast tõugatakse või heli lained.
mõju väliseid jõudusid. 8 7. Sundvõnkumine ja resonants Sundvõnkumine on perioodiliselt muutuva välisjõu tõttu toimuv võnkumine. Füüsikas on resonants nähtus, kus võnkeamplituud saavutab teatud sagedusel maksimaalse väärtuse. 8. Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis) 10. ELASTSUSLAINE 1.Piki- ja ristlaine (+joonised) Pikilaine on laine, milles võnkumine toimub laine levimise sihis. Ristlaine ehk ristilaine on laine, kus keskkonna osakesed võnguvad risti lainete levimise suunaga. 2. Lainepikkus ja laine levimiskiirus (+ valemid ja joonis) Lainepikkuseks nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva punkti vahel. v λ= f Laine levimiskiirus – laine levib ühe lainepikkuse võrra oma perioodi jooksul
sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = ( /2) m , millest m = L / (2m) ja vm = (2 v / L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoonilisega). Võnkumiste (või lainete) sageduste spekter näitab, kui tugevasti on liitvõnkumises esindatud üks või teine ülemtoon (amplituudi sõltuvus ülemtooni numbrist m või tema sagedusest vm). Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10-12 W/m2. Heli valjus detsibellides (dB) on määratud valemiga 10
alati seisulaine sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = (/2) m , millest m = L / (2m) ja vm = (2 v / L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoonilisega). Võnkumiste (või lainete) sageduste spekter näitab, kui tugevasti on liitvõnkumises esindatud üks või teine ülemtoon (amplituudi sõltuvus ülemtooni numbrist m või tema sagedusest vm). Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10-12 W/m2. Heli valjus detsibellides (dB) on määratud
Spektri värvid on punane, oranz, kollane, roheline, helesinine, sinine ja violetne. Valgusfiltriks nimetatakse läbipaistvat keha, millega eraldatakse valgusi. Värviline pind peegeldab seda värvi valgust, mis värvi ta ise on ja neelab kõik ülejäänud värvi valgused. Täht on astronoomias ise valgust kiirgav plasmast koosnev taevakeha, mille kiirgusenergia pärineb tema sisemuses aset leidvast tuumasünteesist. Heli on elastses keskkonnas leviv elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkes - ka ristlaine), mida on võimalik kuulda. Laiemas tähenduses mõistetakse heli all igasugust elastses keskkonnas levivat lainet. Füüsikaliselt iseloomustab heli võnkesagedus ja lainepikkus, võnkeamplituud ja helirõhk ning kiirus. Füsioloogiliselt suudab normaalse kuulmisega inimene tajuda õhus levivaid helisid võnkesagedusega 16 kuni 20 000 Hz (väikelapsed isegi kuni 40 000 Hz[1]). Tajupiiridest kõrgemad ja madalamad sagedused on vastavalt
elastsuslaineid. Leitud võrrandeid kasutatakse kõigi teiste lainetuse liikide kirjeldamisel - täpselt niisamuti, nagu harmoonilisi võnkeid keeruliste perioodiliste liikumiste korral. Lainetavas keskkonnas toimub osakeste korrastatud võnkumine. Kui keskkonnaosakesed võnguvad risti laine liikumissuunaga, nimetatakse lainetust ristlaineks; kui samas sihis, siis pikilaineks. Pikilaine ja ristlaine Elastsuslaine tekib keskkonnas, mille osakesed on püsivas tasakaalus (aatomid kristallvõres, molekulid vedeliku pinnal) juhul, kui mõne(de) osakes(t)e kohalt nihutamine rikub süsteemi tasakaalu. Paigaltnihutatud osakese ja naaberosakeste vahel tekivad sel juhul elastsusjõu tüüpi jõud, mis · sunnivad paigaltnihutatud osakest pöörduma tagasi tasakaaluasendisse; · nihutavad paigalt naaberosakesed. 1 -- osakesed on tasakaalus
omadustest, näiteks niiskusest ja rõhust. Inimkõrvale kuuluva heli sagedused on Viimase aja uurimused on näidanud, et heli 20Hz kuni 20kHz. Infaheli sagedus on kiirus muutub isegi õhu saastudes. Teades väiksem kui 20 Hz, ultraheli sagedus on heli kiiruse arvulist väärtust keskkonnas, suurem kui 20 kHz. Heli levib igas elastses keskkonnas pikilainena. Elastsuslaine kiirus võime määrata kauguse heliallikani. Keskkond Kiirus Õhus 332 m/s = Vees 1450 m/s saab arvutada heli levimise kiiruse õhus. On Rauas 5850 m/s tarvis mõõta lööja kaugus vaatlejast ja vastuvõetava heli hilinemise aeg. Arvutada tuleb järgmiselt: Heli kiirus= kaugus/ aeg
Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L= ( /2) m , millest m = L / (2m) ja vm = (2 v / L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoonilisega). Võnkumiste (või lainete) sageduste spekter näitab, kui tugevasti on liitvõnkumises esindatud üks või teine ülemtoon (amplituudi sõltuvus ülemtooni numbrist m või tema sagedusestvm). Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse laineteintensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m 2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10-12 W/m2. Heli valjus detsibellides (dB) on määratud valemiga 10 log (I / I0), kus I on vaadeldava
Punkte, mis ei võngu (amplituud on null) nimetatakse seisulaine sõlmedeks. Laineid juhtiva keha otstel paikneb alati seisulaine sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = (/2) m , millest m = 2L / m ja fm = (v /2L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoo- nilisega). Seisulaine on lainefüüsika keeles kirjeldatud võnkumine. Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m 2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10 -12 W/m 2
Punkte, mis ei võngu (amplituud on null) nimetatakse seisulaine sõlmedeks. Laineid juhtiva keha otstel paikneb alati seisulaine sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = (/2) m , millest m = 2L / m ja fm = (v /2L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoo- nilisega). Seisulaine on lainefüüsika keeles kirjeldatud võnkumine. Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m 2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10 -12 W/m 2
Punkte, mis ei võngu (amplituud on null) nimetatakse seisulaine sõlmedeks. Laineid juhtiva keha otstel paikneb alati seisulaine sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi: L = (/2) m , millest m = 2L / m ja fm = (v /2L) m (v on lainete kiirus). Kui m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemtooniga (kõrgema harmoo- nilisega). Seisulaine on lainefüüsika keeles kirjeldatud võnkumine. Heli on elastsuslaine (gaasis või vedelikus - pikilaine, tahkises - ka ristlaine). Heli kõrguse määrab põhitooni sagedus, tämbri määrab sageduste spekter ning valjuse lainete intensiivsus. Lainete intensiivsus näitab, kui palju energiat kannab laine ajaühikus läbi levimissuunaga ristuva ühikulise pinna. Intensiivsuse SI-ühikuks on 1 W/m 2 . Heli intensiivsuse nulltasemeks (kuuldeläveks) loetakse I0 = 10 -12 W/m 2
annaabi.ee 
