Lektionsanteckningar - Vattenvågor

Lektion 1

Genomgång

Med hjälp av en vågrörelseapparat kan det kvalitativt påvisas hur frekvens och våglängd är relaterade till varandra. $\lambda ={\frac {v}{f}}$, med konstant $v$. Det går även att påvisa reflexion av en puls.

Ett viktigt fenomen som även bör påvisas är refraktion. Det görs genom att skapa ett grund i vattentanken, där vågens utbredningshastighet kommer att vara långsammare. För att det ska bli tydligt måste vattnet som täcker grundet täcka det med minsta möjliga marginal.

Sambandet mellan utbredningshastighet och våglängd härleds enligt följande:

$v_{1}=f\cdot \lambda _{1}$, $v_{2}=f\cdot \lambda _{2}$$\Rightarrow {\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {\lambda _{1}}{\lambda _{2}}}$. Viktigt att påvisa att frekvensen är konstant och att våglängden varierar med hastigheten.

Bilder som kan användas

• 
• 

Dessa bilder ligger också i denna presentation.

Lektion 2

Genomgång

Brytningslagen är ett fokus, en sammanfattning finns på denna slide. Eventuellt går jag igenom en kort härledning som bygger på geometriska förhållanden. Mycket bra finns även på denna sida på Wikipedia, även om det mest är fokus på optiska fenomen som har med brytning att göra.

Ett annat fokus är att påvisa interferens mellan vågor från två vågkällor. Det kan man använda vågrörelseapparaten till, annars finns vidstående animering.

Interferens av vågor

Man ska särskilt lägga märke till nodlinjerna som bildas. I denna animering finns det sex stycken. En nodlinje är en linje där en vågtopp och en vågdal möts, för att därmed släcka ut varandra. Det den tvådimensionella motsvarigheten till en nod på en stående våg på en sträng. Motsatsen till nodlinjer, motsvarigheten till de stående vågornas bukar, kallas förstärkningslinjer.

En interaktion, som bl a påvisar sambandet mellan avståndsskillnader mellan vågkällorna och en valfri punkt på en nod- eller förstärkningslinje, finns här.

I interferenssammanhang är just vägskillnaden av central betydelse. Det är vägskillnaden mätt i våglängd våglängder. Är det ett helt antal våglängder ($\Delta d=n\cdot \lambda ,n=1,2,3...$) som skiljer kallas det för konstruktiv interferens; det gäller för förstärkningslinjer. Är det ett halvt antal våglängder ($\Delta d={\frac {(2n-1)}{2}}\cdot \lambda ,n=1,2,3...$) så blir destruktiv interferensen; det gäller för nodlinjer.