Wat is Lopende golf, voortplantingssnelheid? — Natuurkunde

Definitie 5.5 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 5 — Voortplanting van signalen: lopende en staande golven

Een signaal $s(x, t)$ dat langs een as is gedefinieerd is een lopende golf die zich in de richting $+x$ verplaatst met voortplantingssnelheid $c$ als

s(x, t) = f\!\left(t - \frac{x}{c}\right) = F(x - ct)

voor een zekere functie $f$ (of $F$ ): de vorm wordt onvervormd meegevoerd, over $c\,\Delta t$ verschoven in de tijd $\Delta t$ . Een golf die naar $-x$ loopt is $g(t + x/c)$ . Een medium waarin elke vorm zich onvervormd voortplant met dezelfde $c$ heet niet-dispersief.

De dubbele periodiciteit van een sinusvormige lopende golf: een momentopname bij vaste tijd herhaalt zich elke golflengte en schuift op met snelheid c; het signaal in een vast punt herhaalt zich elke periode T, met = cT. — De dubbele periodiciteit van een sinusvormige lopende golf: een momentopname bij vaste tijd herhaalt zich elke golflengte $\lambda$ en schuift op met snelheid $c$ ; het signaal in een vast punt herhaalt zich elke periode $T$ , met $\lambda = cT$ .

Voorbeelden

Voorbeeld 5.7 (Voortplantingssnelheden)

Geluid in lucht, $340\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ : donder $3\,\mathrm{s}$ na de flits legt de inslag $1\,\mathrm{km}$ verderop. Geluid in water, $1500\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ; in staal, $5000\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ . Dwarsgolven op een snaar met spankracht $F$ en massa per lengte-eenheid $\mu$ : $c = \sqrt{F/\mu}$ , zoals de dimensieanalyse voorspelde (Oefening 1.5) — $140\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ voor een gitaarsnaar. Licht in vacuüm, $c = 3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ; in glas, $c/n$ . De voortplantingssnelheid is een eigenschap van het medium, niet van de bron: een gefluister en een schreeuw komen samen aan.

Lees in het hoofdstuk →

Voorbeelden

Verwante begrippen