to je valKada razmiljamo ovalovima, prvo se sjetimo valova na
vodi. Svakodnevno nas okruuju i mnoge druge vrste valova, kao to su
radiovalovi, mikrovalovi, zvuk, valovi potresa i drugi.Val nastaje
tako da izazovemo poremeaj na jednom dijelu nekog sredstva. Na
primjer, uhvatimo jedan kraj ueta i pomiemo ga gore dolje. Poto su
estice meusobno povezane silama, one povuku za sobom i susjedne
estice i na taj nain se izazvani poremeaj iri kroz sredstvo. Mjesto
gdje je nastao poremeaj naziva seizvor vala.Za vrijeme irenja vala
nekim sredstvom, estice toga sredstvagibaju se oko ravnotenog
poloaja, odnosnotitraju. Titranje je gibanje koje se nakon odreenog
vremenskog intervala ponavlja po istoj putanji. Primjer titranja je
gibanje utega objeenog o elastinu oprugu.estice koje titraju imaju
kinetiku energiju, koja se prenosi na susjedne estice i tako se
prenosi kroz itavo sredstvo. Dakle, valom se prenosi energija
titranja.S obzirom na smjer titranja estica,
razlikujemolongitudinalniitransverzalni val.
Kod longitudinalnog vala, estice sredstva titraju usmjeru irenja
vala, a val se sastoji odzgunjenja i razrjeenja. Kod transverzalnog
vala, estice titrajuokomito na smjer irenja vala, a val se sastoji
odbregova i dolova. S obzirom na oblik vala razlikujemokruni i
ravni val.
Izvor krunog vala jejedna toka, a val se iriu svim smjerovima.
Krunice koje pokazuju do kuda se val proirio, nazivaju sevalne
fronte, a pravac koji pokazuje smjer irenja vala, naziva sevalna
zraka.
Izvor ravnog vala jedio pravca, a val se iri ujednom smjeru.
Valne fronte su paralelni pravci.Val koji se iri u obliku jednog
valnog brijega naziva sepulsni val, a moemo ga dobiti tako da
jedanput snano pomaknemo kraj zavojnice lijevo-desno.
Veliine koje opisuju valPromatrajui valove na vodi, uoiti emo da
su razliitih veliina.
Visina brijega vala ili dubina dola vala naziva seamplituda
valai oznaava slovomA. Udaljenost izmeu dva susjedna brijega ili
dola vala, jevalna duljinai oznaava se grkim slovom . Mjerna
jedinica za valnu duljinu jemetar. Valne fronte meusobno su
udaljene jednu valnu duljinu.
Vrijeme potrebno valu da prijee put od jedne valne duljine
jeperiod valai oznaava seT. Mjerna jedinica za period je sekunda.
Za vrijeme jednog perioda, estica sredstva kroz koje se val iri
napravi jedan titraj.
Broj bregova ili dolova vala, nastalih u odreenom vremenu,
naziva sefrekvencija vala. Frekvencija vala odreena je izvorom i
odgovara broju titraja u jedinici vremena. Frekvencija se oznaava
sa fi jednaka jekvocijentu broja bregova, broja dolova ili broja
titraja u vremenu:
Mjerna jedinica za frekvenciju jeherc, oznaava se saHz, a naziv
je dobila po njemakom fiziaru Hertzu koji je otkrio
radiovalove.
Period i frekvencija su obrnuto razmjerne veliine
a
to je period vei to je frekvencija manja i obrnuto. Ako je
frekvencija vala 5 Hz, to znai, da pored promatraa u 1 sekundi proe
5 bregova ili 5 dolova vala, a val put od jedne valne duljine
prijee za 1/5 sekunde.
Valovi se kroz sredstvo ire odreenom brzinom.Brzina vala jednaka
je umnoku valne duljine i frekvencije vala:
Valovi se u razliitim sredstvima ire razliitim brzinama. Na
osnovu te spoznaje, hrvatski geofiziar Andrija Mohorovii, analizom
seizmolokih zapisa potresa u dolini Kupe 1909. godine, otkrio je
granicu izmeu Zemljine kore i omotaa, nazvanu prema njemuMOHO
sloj.Brzina valova na vodi ovisi o dubini vode - u dubljoj vodi,
brzina vala je vea nego u plioj vodi.
Odbijanje i lom valovaNailaskom na prepreku, valovi
sereflektiraju ili odbijaju. Ako je prepreka paralelna sa valnom
frontom (POKUS 1) val se odbija po istom pravcu po kome je i doao
na prepreku, ali u suprotnom smjeru. Kada je prepreka koso
postavljena s obzirom na valnu frontu (POKUS 2), val se reflektira
pod kutom pod kojim je i doao na prepreku. Refleksija vala opisana
je zakonom refleksije koji glasi:upadni kut jednak je kutu
refleksije.
Upadni kut je kut izmeu upadne valne zrake i okomice na prepreku
i oznaava se sa grkim slovom a kut refleksije je kut izmeu
reflektirane valne zrake i okomice na prepreku i oznaava se sa
grkim slovom. = .
Odbijanjem ravnog vala na krunoj prepreci, nastaje kruni val.
Pulsni val koji se iri u obliku brijega, nakon odbijanja, iri se u
obliku dola.
Znamo da brzina vala ovisi o sredstvu u kojem se val iri. Kada
val prelazi iz jednog sredstva u drugo, dolazi do promjene njegove
brzine, mijenja se i valna duljina vala, a frekvencija ostaje
nepromijenjena. Kada na dno posude sa vodom stavimo staklenu plou,
dobijemo razliite dubine vode u posudi. Prelaskom vala iz dublje u
pliu vodu, valne fronte su gue, to znai da je valna duljina vala
manja, odnosno da je brzina irenja vala manja. Kada val upada
okomito na granicu dva razliita sredstva, prelazi iz jednog
sredstva u drugo ne mijenjajui smjer. Kada val upada na granicu
izmeu dva razliita sredstva pod nekim kutom, dolazi do promjene
smjera vala, i ta pojava naziva selom vala.
Kut izmeu upadne valne zrake i okomice na prepreku oznaava se sa
i naziva se upadni kut, a kut izmeu lomljene valne zrake i okomice,
naziva se kut loma i oznaava se sa. Kada se val iri iz sredstva u
kojem mu je brzina manja u sredstvo u kojem mu je brzina vea,lomi
se od okomice - .
ZvukZvuk nastaje titranjem tijela u nekom sredstvu. Tijelo koje
titra nazivamoizvor zvuka. Udarimo li glazbenu viljuku batiem,
njeni vrhovi zatitraju i ujemo zvuk. Uranjanjem viljuke u vodu,
kapljice vode prskaju, to dokazuje da vrhovi viljuke titraju. Izvor
zvuka je i zatitrana ica gitare, glasnice u naem grlu ili membrana
zvunika koja titra.Kada izvor zvuka titra, gura i okolne estice
zraka i tjera ih na titranje. Tako dolazi do zgunjenja i razrjeenja
zraka oko izvora, koje se dalje prenosi zrakom. Na taj nain iri se
zvuk. Zvuk jelongitudinalni val. Zvuk se ne moe iriti vakuumom
(zrakopraznim prostorom) i za to ne ujemo eksplozije iz
svemira.
Brzina zvuka ovisi o sredstvu kroz koje se zvuk iri. to su sile
meu esticama sredstva jae to je i brzina zvuka vea. Brzinu zvuka u
zraku odredio je francuski znanstvenikMarin Mersenneu 17. st. Ona
iznosi oko340 m/s.
Zvuk se dijeli natonove i umove. Tonovi nastaju titranjem izvora
stalnom frekvencijom, a umovi titranjem izvora promjenjivom
frekvencijom. Frekvencijom izvora odreena je i visina tona. Visoki
tonovi nastaju titranjem izvora velikim frekvencijama, a duboki
tonovi titranjem izvora malim frekvencijama. Sjetimo se da je
frekvencija broj titraja u sekundi.
Ljudsko uho uje zvune valove frekvencija od20 Hz do 20 000 Hz.
Zvuk frekvencije manje od 20 Hz naziva seinfrazvuk, a iznad 20 000
Hzultrazvuk.
Neke ivotinje uju ultrazvune valove - pas zvuk frekvencije 40
000 Hz a maka 70 000 Hz.
Hoe li uho registrirati neki zvuk ovisi i o njegovoj jaini,
odnosno o energiji koju prenosi.Jaina zvuka(razina intenziteta)
mjeri se udecibelimakoji se oznaavaju sadB. Za apat iznosi 10 dB, a
za glasan govor 50 dB. Ako je jaina zvuka vea od 130 dB, dolazi do
oteenja bubnjia.
Kada zvuk pri irenju naie na prepreke o njih se odbija i vraa
nazad prema izvoru. Ta pojava naziva sejeka.
Na osnovu jeke ultrazvuka mnoge ivotinje komuniciraju i kreu se
u prostoru. Tako imi odailje ultrazvune valove koji se odbijaju o
prepreku te ih on prima i odreuje poloaj prepreke. Na isti nain i
dupin odreuje poloaj plijena u moru. Na temelju tih spoznaja izraen
je radar.
Ultrazvuna jeka koristi se i u medicini, a za razliku od
rendgena, nije uope tetna za zdravlje.
