Dispozitive experimentale

Def : Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu.

Forma - unde plane

unde sferice

Foarte important : Unda constituie transport de energie.Propagarea se face cu o anumita intarziere (nu se transmite instantaneu)

unde intr-un mediu unidimensional

Unde transversale (oscilatia se produce perpendicular pe directia de propagare)

Vt = T / ; = m / l

t = tensiunea ; =masa unitatii de lungime

Unde longitudinale

Ve = E /

E unde de elasticitate ; densitate

Fenomenul de propagare depinde de sursa prin FRECVENTA si de mediu prin VITEZA.

viteza de propagare depinde de natura mediului

Mediu omogen si izotrop

Pentru mediu omogen unda se propaga cu viteza constanta.

In acest mediu unda se propaga identic dupa toate directile.

Suprafata de unda. Front de unda

Def : Suprafata de unda reprezinta multimea punctelor care oscileaza in faza.

Def : Frontul de unda reprezinta locul geometric al punctelor la care perturbarea a ajuns la un moment dat.

Unde - plane

- sferice

Principiul lui huggens

Experiment.

Se considera o cuva cu mercur. d >

-distanta dintre doua maxime consecutive

in compartimentul 2 se inregistreaza perturbatii doar in conul cu varful in sursa si laturile delimitate la deschidere.

Consideram deschiderea fantei mai mare decat lungimea de unda.

a)

b) d ~2

In acest caz in compartimentul 2 se inregis treaza unde in intreg mediul ca si cand paravanul nu ar exista.

Def. : Difractia este fenomenul de ocolire aparenta a obstacolelor de catre unde.

Explicatie : Fiecare punct al frontului de unda constituie sursa secundara de la care perturbarea continua.

Obs. : Sursele secundare inlocuiesc sursa principala.

Reflexia unei perturbaii pe captul fixat al unei corzi sau pe un mediu mai rigid se face cu salt de drum de /2 .

Reflexia unei perturbaii pe captul liber al unei corzi sau pe un mediu mai puin rigid se face fr salt de drum.

Reflexia undei mecanice reprezint fenomenul de ntoarcere a undei mecanice n mediul din care a venit atunci cnd ntlnete suprafaa de separare dintre dou medii.

La suprafaa de separare dintre cele dou medii, raza de lumin i schimb brusc direcia de propagare.

i

r

S

R

N

I

Unda (raza) incident

Unda (raza) reflectat

SI - raz incident

i - unghi de inciden

IR raz reflectat

r unghi de reflexie

Raza incident, raza reflectat i normala la suprafaa de separare n punctul de inciden se gsesc n acelai plan. Unghiul de reflexie este egal cu unghiul de inciden:

i = r

Legile reflexiei

S

R

i

r

mediul 1

n1

mediul 2

n2

I

SI - raz incident

i - unghi de inciden

IR raz reflectat

r unghi de reflexie

Suprafaa de separare

NI normala la supra-

faa de separaie

N

Ecoul i reverberaiile

Ecoul este fenomen acustic de reflexie a sunetului, al crui nume provine de la nimfa Echo din mito-logia greac. Sunetul iniial i su-netul reflectat se percep distinct, dac distana pn la peretele re-flecttor este minim 340m/sdu-rata sunetului.

Reverberaiile reprezint un fenomen acustic ce se datoreaz reflexiilor sunetului pe perei, astfel nct la receptor sunetul ajunge de mai multe ori cu foarte mici ntrzieri.

Durata sunetului este 1 secund

Efectul de catedral

Efectul de catedral are aceeai explicaie ca i ecoul, dar sunetul reflectat se ntoarce mult mai repede, astfel c se percepe un sunet prelungit ntr-un mod aparte.

Ecolocaia cu ajutorul sonarul

Principiul sonarului

Sonarul delfinului

Sonarul liliacului

Sonarul balenei

www.societyofrobots.com/sensors_sonar.shtml

Sonarul - sensor pentru robot

Pentru a mbunti performanele de vedere ale unui robot, acesta poate fi echipat cu mai multe sonare care s acopere unghiuri de vedere din zone diferite.

Sondarea fundului unei ape cu ajutorul sonarului

http://marine.usgs.gov/fact-sheets/michigan/michigan.html

Ecolocaia bancurilor de peti

Controlul automat al nivelului apei

Ecograful

Cartografia venoas

Cu ajutorul unui ecograf-Doppler se poate realiza o hart a circulaiei venoase, permind o explorare de finee a locurilor unde se gsesc varicele.

Defectoscopia cu ultrasunete

Prin reflexie

Prin transmisie

S

N

R

i

r

mediul 1

v1

mediul 2

v2

( v2 < v1 )

I

SI - raz incident

i - unghi de inciden

IR raz refractat

r unghi de refracie

Suprafaa de separare

NI normala la supra-

faa de separare

Dac unda mecanic trece dintr-un mediu mai puin dens ntr-un mediu mai dens, atunci raza refractat se apropie de normal.

S

N

R

i

r

mediul 1

v1

mediul 2

v2

( v2 > v1 )

I

SI - raz incident

i - unghi de inciden

IR raz refractat

r unghi de refracie

Suprafaa de separare

NI normala la supra-

faa de separare

Dac unda mecanic trece dintr-un mediu mai dens ntr-un mediu mai puin dens, atunci raza refractat se deprteaz de normal.

S

i

r

mediul 1

v1

mediul 2

v2

( v2 > v1 )

90

i < l

l

i

i > l

l - unghi de

Inciden limit

i = 0

Refracia undelor mecanice reprezint fenomenul de schimbare brusc a direciei de propagare a undelor mecanice atunci cnd trec prin suprafaa de separare dintre dou medii.

Legile refraciei

Raza incident, raza refractat i normala la suprafaa de separaie n punctul de inciden se gsesc n acelai plan. Legea lui Snell-Decartes: n1 sin i = n2 sin r

n1 indicele de refracie al mediului 1

n2 indicele de refracie al mediului 2

v1 viteza de propagare n mediului 1

v2 viteza de propagare n mediului 2

n = v1 / v2 = n1 / n2

Definiia refraciei

Pentru a se obine reflexia total, este necesar ca unghiul de inciden s fie mai mare sau egal cu unghiul de inciden limit:

i l

n1 sin l = n2 sin 90 => sin l = n2 / n1

indicele de refracie absolut al mediului 1 n raport cu mediul 2