Таласи

Опис периодичног таласа

v = fλ   и   T = 1/f

Амплитуда описује величину поремећаја, а таласна дужина његово просторно понављање. Фреквенција показује колико циклуса прође кроз тачку у секунди. Фреквенција f мери се у херцима, период T у секундама, таласна дужина λ у метрима, а брзина v у метрима у секунди. Извор одређује фреквенцију. У недисперзивној средини брзину углавном одређују средина и врста таласа, па се таласна дужина прилагођава преко v = fλ.

Попречно и уздужно кретање

Врста таласа описује како се средина креће у односу на правац простирања. Код попречног таласа поремећај је нормалан на правац простирања, као на идеализованој жици. Код уздужног таласа осцилације су паралелне простирању и стварају згушњења и разређења, као код звука у ваздуху. Честице средине углавном осцилују око равнотеже уместо да путују са таласом на велика растојања.

Суперпозиција и интерференција

Када се таласи преклапају у линеарној средини, њихова померања се сабирају. Врх са врхом даје конструктивну интерференцију; врх са удолином може дати делимично или потпуно поништавање. После преклапања таласи настављају да се простиру; интерференција обично није судар који их уништава.

Фаза показује где се једна осцилација налази у циклусу у односу на другу. Таласи исте фреквенције у фази се појачавају. При фазној разлици 180° најјаче се поништавају ако су амплитуде једнаке. Средње фазне разлике дају делимично појачање или поништавање.

Одбијање и стојећи таласи

Границе могу да одбију талас. Одбијени и упадни талас могу да формирају стојећи талас са чворовима нултог померања и трбусима максималног осциловања. За жицу учвршћену на оба краја важи λₙ = 2L/n и fₙ = nv/(2L). Гранични услови зато бирају дискретну породицу нормалних модова, а не сваку могућу фреквенцију.

Амплитуда и енергија нису исто што и брзина

Већа амплитуда обично значи више таласне енергије, али не и аутоматски већу брзину простирања. За мале таласе на истој затегнутој жици брзину углавном одређују затезна сила и линеарна густина масе, не амплитуда. У дисперзивним срединама различите фреквенције имају различите фазне брзине, па импулс може да мења облик. Релација v = fλ и даље важи за сваку синусну компоненту, иако v може зависити од фреквенције.

При преласку таласа у другу средину фреквенција остаје везана за извор. Ако се брзина промени, мења се и таласна дужина. Ова разлика је кључна за преламање и поређење звука или светлости у различитим срединама.

Решени примери

1. Таласна дужина звука

Звук фреквенције 440 Hz простире се брзином 343 m s⁻¹. Одредите таласну дужину.

2. Период из фреквенције

Талас има фреквенцију 25 Hz. Колики је период?

3. Суперпозиција

Два импулса у истој тачки у истом тренутку дају померања +3,0 cm и −1,2 cm. Колико је резултујуће померање?