एक वेव फैक्टर के प्रसार की गति और यह कैसे मापा जाता है

एक लहर के प्रसार का वेग वह परिमाण है जो उस गति को मापता है जिस पर लहर की गड़बड़ी उसके विस्थापन के साथ फैलती है। जिस गति से तरंग का प्रसार होता है, उस पर निर्भर करता है कि किस प्रकार की तरंग और किस माध्यम से इसका प्रसार होता है.

तार्किक रूप से, यह एक ही गति से चलने वाली नहीं है एक तरंग जो हवा के माध्यम से चलती है कि एक जो इसे भूमि या समुद्र के माध्यम से बनाती है। उसी तरह, एक भूकंपीय तरंग, ध्वनि या प्रकाश समान गति से आगे नहीं बढ़ता है। उदाहरण के लिए, एक निर्वात विद्युत चुम्बकीय तरंगों में प्रकाश की गति से प्रसार; यानी 300,000 किमी / सेकंड की रफ्तार से.

हवा में ध्वनि के मामले में, इसकी प्रसार गति 343 m / s है। सामान्य तौर पर, यांत्रिक तरंगों के लिए, एक सामग्री के माध्यम से वेग मुख्य रूप से माध्यम की दो विशेषताओं पर निर्भर करता है: इसकी घनत्व और इसकी कठोरता। किसी भी मामले में, आमतौर पर गति तरंग दैर्ध्य और अवधि के मूल्य से संबंधित होती है.

संबंध को गणितीय रूप से भागफल के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है: v = λ / T, जहां v प्रति सेकंड मीटर में मापी गई तरंग की गति है, λ मीटर में मापी गई तरंग दैर्ध्य है और T सेकंड में मापी गई अवधि है.

सूची

• 1 यह कैसे मापा जाता है?
• 2 कारक जिस पर यह निर्भर करता है
  • 2.1 एक तार पर अनुप्रस्थ तरंगों के प्रसार की गति
  • 2.2 ध्वनि प्रसार की गति
  • 2.3 विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति
• 3 व्यायाम हल किए
  • 3.1 पहला व्यायाम
  • 3.2 दूसरा व्यायाम
• 4 संदर्भ

यह कैसे मापा जाता है?

जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, सामान्य रूप से एक तरंग की गति इसकी तरंग दैर्ध्य और इसकी अवधि से निर्धारित होती है.

इसलिए, यह देखते हुए कि एक लहर की अवधि और आवृत्ति व्युत्क्रमानुपाती होती है, यह भी कहा जा सकता है कि गति तरंग की आवृत्ति पर निर्भर करती है.

इन संबंधों को गणितीय रूप से इस तरह व्यक्त किया जा सकता है:

v = λ / T = λ एफ

इस अभिव्यक्ति में च Hz में मापा तरंग की आवृत्ति है.

ऐसा संबंध गति, स्थान और समय के बीच के संबंध को व्यक्त करने का एक और तरीका है: v = s / t, जहां गति में शरीर द्वारा यात्रा की गई जगह का प्रतिनिधित्व करता है.

इसलिए, जिस गति से एक लहर का प्रसार होता है, उसे जानने के लिए, इसकी तरंग दैर्ध्य और या तो इसकी अवधि या इसकी आवृत्ति को जानना आवश्यक है। ऊपर से, यह स्पष्ट है कि गति न तो लहर की ऊर्जा पर निर्भर करती है और न ही इसके आयाम पर.

उदाहरण के लिए, यदि आप एक रस्सी के साथ एक लहर के प्रसार की गति को मापना चाहते हैं, तो यह उस समय का निर्धारण करके किया जा सकता है जब रस्सी के एक बिंदु से दूसरे तक जाने के लिए गड़बड़ी होती है.

कारक जिस पर यह निर्भर करता है

अंततः, एक लहर के प्रसार की गति तरंग के प्रकार और माध्यम की विशेषताओं दोनों पर निर्भर करेगी जिसके माध्यम से वह चलती है। नीचे कुछ विशिष्ट मामले दिए गए हैं.

एक तार पर अनुप्रस्थ तरंगों का प्रसार गति

एक बहुत ही सरल और बहुत ही ग्राफिक उदाहरण यह समझने के लिए कि वे कौन से कारक हैं जिन पर एक लहर की गति सामान्य रूप से निर्भर करती है, जो अनुप्रस्थ तरंगों की एक स्ट्रिंग में चलती हैं.

निम्नलिखित अभिव्यक्ति इन तरंगों के प्रसार की गति निर्धारित करने की अनुमति देती है:

v = T (टी / μ)

इस अभिव्यक्ति में μ प्रति किलोग्राम किलोग्राम में रैखिक घनत्व है और टी स्ट्रिंग का तनाव है.

ध्वनि प्रसार की गति

ध्वनि यांत्रिक तरंग का एक विशेष मामला है; इसलिए, इसे स्थानांतरित करने के लिए एक साधन की आवश्यकता होती है, शून्य में ऐसा करने में सक्षम नहीं.

जिस गति से ध्वनि किसी भौतिक माध्यम से यात्रा करती है, वह माध्यम की उन विशेषताओं का एक कार्य है जिसके माध्यम से यह प्रसारित होता है: तापमान, घनत्व, दबाव, आर्द्रता, आदि।.

तरल पदार्थ की तुलना में ठोस अवस्था में ध्वनि तेजी से शरीर में पहुंचती है। इसी तरह, यह गैसों की तुलना में तरल पदार्थों में तेजी से आगे बढ़ता है, इसलिए यह हवा की तुलना में पानी में तेजी से यात्रा करता है

विशेष रूप से, हवा में इसके प्रसार का वेग 343 m / s है जब यह 20 velC के तापमान पर होता है.

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार गति

विद्युत चुम्बकीय तरंगें, जो एक प्रकार की अनुप्रस्थ तरंगें हैं, अंतरिक्ष के माध्यम से प्रचार करती हैं। इसलिए, उन्हें स्थानांतरित करने के लिए एक साधन की आवश्यकता नहीं होती है: वे शून्य से यात्रा कर सकते हैं.

विद्युत चुम्बकीय तरंगें लगभग 300,000 किमी / घंटा (प्रकाश की गति) पर चलती हैं, हालांकि, उनकी गति के आधार पर, उन्हें आवृत्ति श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम कहलाता है.

हल किए गए अभ्यास

पहला व्यायाम

उस गति की गणना करें जिस पर एक अनुप्रस्थ लहर 6 मीटर लंबी रस्सी से फैलती है, यदि रस्सी का तनाव 8 N है और इसका कुल द्रव्यमान 12 kg है.

समाधान

गणना की जाने वाली पहली चीज स्ट्रिंग का रैखिक घनत्व है:

 μ = 12/6 = 2 किग्रा / मी

एक बार यह हो जाने के बाद, प्रसार की गति निर्धारित करना पहले से ही संभव है, जिसके लिए इसे अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित किया गया है:

v = √ (T / μ) = √ (8/2) = 2 m / s

दूसरा व्यायाम

यह ज्ञात है कि संगीत नोट की आवृत्ति 440 हर्ट्ज है। यह निर्धारित करें कि हवा और पानी दोनों में इसकी तरंग दैर्ध्य क्या है, यह जानते हुए कि हवा में इसके प्रसार का वेग 340 मीटर / सेकंड है, जबकि में पानी 1400 m / s तक पहुँचता है.

समाधान

तरंग दैर्ध्य की गणना करने के लिए हम स्पष्ट हैं λ निम्नलिखित अभिव्यक्ति:

v = λ ∙ च

आप प्राप्त करें: λ = वी / एफ

कथन के डेटा को प्रतिस्थापित करते हुए, हम निम्नलिखित परिणामों पर पहुंचते हैं:

λ _हवा = 340/440 = 0.773 मी

λ _पानी = 1400/440 = 3.27 मीटर

संदर्भ

1. तरंग (n.d)। विकिपीडिया में। 19. मई 2018 को en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.
2. चरण वेग (n.d)। विकिपीडिया में। 19. मई 2018 को en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.
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4. फिदलगो सेंचेज, जोस एंटोनियो (2005). भौतिकी और रसायन विज्ञान. एवेरेस्ट
5. डेविड सी। कासिडी, गेराल्ड जेम्स होल्टन, फ्लॉयड जेम्स रदरफोर्ड (2002). भौतिकी को समझना. Birkhäuser.
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7. क्रॉफोर्ड जूनियर, फ्रैंक एस। (1968). वेव्स (बर्कले फिजिक्स कोर्स, खंड 3), मैकग्रा-हिल.