2. A hullámok csoportosítása, állóhullámok . .179

2. A hullámok csoportosítása, állóhullámok

1.(175/3.)

Az állítások értékelése a longitudinális (L) és transzverzális (T) hullámok szempontjából:

• A rezgési irány merőleges a terjedési irányra.
• Transzverzális hullám (T): Ez a transzverzális hullámokra igaz, például a fény- vagy vízhullámok esetében.
• Az ilyen hullám rezgésszáma megegyezik a benne terjedő rezgés frekvenciájával.
• Mindkettő (L, T): A frekvencia azonos a hullám terjedési tulajdonságaival, függetlenül a hullám típusától.
• Ebben a hullámfajtában anyagáramlás történik.
• Egyik sem: A hullámmozgásban az anyag nem áramlik, csak a hullám energiája terjed. Az anyagi részecskék a rezgési irányban mozdulnak el, de nem történik tényleges anyagáramlás.
• A terjedési irány a rezgések irányába esik.
• Longitudinális hullám (L): Ez a longitudinális hullámok egyik jellemzője, például a hanghullámokban a rezgések és a terjedési irány egybeesnek.
• Hullámhegyek és hullámvölgyek jellemzik.
• Transzverzális hullám (T): Ezek a jellemzők transzverzális hullámokra igazak, például a vízhullámoknál.
• Ennél a hullámnál a terjedési sebességet a hullámhossz és a periódusidő hányadosaként számolhatjuk ki.
• Mindkettő (L, T): Ez az általános képlet mind longitudinális, mind transzverzális hullámokra igaz: $$v = \frac{\lambda}{T}.$$
• Ebben a hullámfajtában az anyag sűrűsödései és ritkulásai terjednek.
• Longitudinális hullám (L): Ez a longitudinális hullámokra jellemző, például a hanghullámok sűrűsödéseket és ritkulásokat hoznak létre.

2.(175/3.)

a) Hullámkép és terjedési irány

Amikor a vízcsepp a víz felszínére érkezik, körkörös hullámok indulnak el a beesési ponttól kiindulva. Ezek a hullámok koncentrikus körök formájában terjednek minden irányba kifelé. A hullám mozgásának irányát nyilakkal jelölheted, amelyek a körök középpontjától kifelé mutatnak.

b) Hullám terjedési sebessége

Módszer leírása:

• Hullámhossz (λ\lambda):
• Mérd meg két egymást követő hullámcsúcs (két koncentrikus hullám gyűrű középpontjának) távolságát a víz felszínén. Például mérőszalag vagy vonalzó segítségével becsüld meg a távolságot a felvételen.
• Idő (tt):
• Készíts lassított kamerafelvételt, és mérd meg azt az időt, amely alatt egy hullámgyűrű adott távolságot (például a mérőszalagon megjelölt pontot) megtesz.
• Sebesség számítása (vv): Használd a következő képletet: $$v = \frac{\lambda}{t},$$ ahol:
• vv: a hullám terjedési sebessége (m/s),
• λ\lambda: a hullámhossz (m),
• tt: az idő (s).

Számolás példa:

Tegyük fel, hogy a mért hullámhossz λ=0,1 m\lambda = 0,1 \, \text{m}, és a hullám terjedési ideje t=0,5 st = 0,5 \, \text{s}: $$v = \frac{\lambda}{t} = \frac{0,1}{0,5} = 0,2 \, \text{m/s}.$$

Eredmény:

A hullám terjedési sebessége a pontos méréseidtől függően számítható ki. Az így kapott érték megmutatja, milyen gyorsan haladnak a hullámok a víz felszínén.

3. (175/3.)

a) Az azonos rezgésállapotot mutató pontok alakzata:

• Az azonos rezgésállapotban lévő pontok koncentrikus körök mentén helyezkednek el, amelyek a hullámforrás (a vízfelszín közepén kialakult hullámközpont) körül alakulnak ki.
• Ez a mintázat akkor alakul ki, amikor a hullámok a hullámforrástól kifelé, minden irányban egyenletesen terjednek.

b) A terjedési irány megjelölése:

• A hullám rezgésállapota, illetve a terjedési irány a hullámközépponttól kifelé mutat. Rajzold be a terjedési irányt nyilakkal, amelyek radiálisan kifelé mutatnak a hullámközéppontból.

c) A hullámhossz meghatározása:

• Mérési módszer:
• A hullámhossz (λ\lambda) a hullám egy teljes ciklusának hosszát jelenti, azaz két egymást követő hullámhegy vagy hullámvölgy közötti távolságot.
• Használj vonalzót, és mérj meg 4-5 különböző helyen a hullámokon belül egy-egy teljes ciklust (pl. két hullámhegy közötti távolságot). Jegyezd fel az értékeket (λ1,λ2,λ3,λ4,λ5\lambda_1, \lambda_2, \lambda_3, \lambda_4, \lambda_5).
• Átlagos hullámhossz számítása: Az átlagos hullámhossz (λaˊtlag\lambda_{\text{átlag}}) kiszámítható: $$\lambda_{\text{átlag}} = \frac{\lambda_1 + \lambda_2 + \lambda_3 + \lambda_4 + \lambda_5}{5}.$$

4. (175/3.)

1. Cím és Bevezetés

• Cím: "Cunamik: Természeti Erő és Hatások"
• Bevezető dia:
• Mi az a cunami?
• Rövid leírás: A cunami óriási vízhullám, amelyet földrengések, vulkánkitörések vagy földcsuszamlások váltanak ki az óceánban.

2. A cunami keletkezésének fizikai okai

• Földrengések: A tengerfenék alatti törésvonal mentén bekövetkező mozgások okozzák a vízoszlop függőleges elmozdulását.
• Vulkánkitörések: Tengeralatti vulkánok kitörése által keltett lökéshullámok.
• Földcsuszamlások: Nagy tömegű anyag hirtelen vízbe zuhanása.
• Meteorit becsapódások (ritka): Nagyméretű meteorit becsapódás óceáni környezetben.

3. A cunamik fizikai tulajdonságai

• Hullámhossz (λ\lambda): Nagyon hosszú, akár több száz kilométer is lehet.
• Periódusidő (TT): 10-60 perc között változik.
• Sebesség (vv):
• A mélyvízi terjedési sebesség képlete: $$v = \sqrt{g \cdot h},$$ ahol gg a gravitációs gyorsulás (9,8 m/s29,8 \, \text{m/s}^2), hh pedig a vízmélység (pl. 4000 m-nél a sebesség akár 700 km/h is lehet).
• Hullám magassága: Nyílt óceánon alacsony, a part közelében azonban megnő.

4. Az elmúlt évtizedek nagyobb cunamieseményei

• 2004, Indiai-óceán:
• Helyszín: Indonézia, Thaiföld, India partvidékei.
• Ok: 9,1-es magnitúdójú földrengés.
• Következmények: Több mint 230 000 áldozat, hatalmas gazdasági károk.
• 2011, Japán (Fukushima):
• Helyszín: Honshu sziget partvidéke.
• Ok: 9,0-es földrengés és azt követő cunami.
• Következmények: 15 000+ áldozat, nukleáris katasztrófa a Fukushimai atomerőműben.
• Más példák: 2018 (Indonézia, Szunda-szoros), 2006 (Jáva-sziget).

5. A cunamik előrejelzése

• Hogyan lehetséges?
• Tengeralatti szenzorok (DART): Mérik a nyomásváltozásokat a tengerfenéken.
• Földrengésfigyelő rendszerek: A szeizmikus aktivitás valós idejű nyomon követése.
• Számítógépes modellezés: A földrengés adatai alapján modellezik a lehetséges cunamihullámokat.
• Figyelmeztető rendszerek: Riasztások kiadása a veszélyeztetett területeken élők számára.
• Kihívások: A cunamik előrejelzése gyors reagálást igényel, amely nehézséget jelent a partmenti közösségekben.

6. Záró gondolatok

• A cunamik veszélyének megértése és a figyelmeztető rendszerek fejlesztése kulcsfontosságú az emberi élet és tulajdon védelmében.
• Fokozott nemzetközi együttműködés szükséges a hatékonyabb cunami-előrejelzés érdekében.

Javasolt vizuális elemek a bemutatóhoz

• Világtérkép az érintett területekkel.
• Diagramok a hullámhosszról, sebességről és periódusidőről.
• Képek a 2004-es és 2011-es cunamik hatásairól.
• Infografika az előrejelző rendszerek működéséről.

5. (175/3.)

Állóhullámok jellemzői:

• Az állóhullámok olyan hullámok, amelyek rögzített végeken jönnek létre, és interferencia révén alakulnak ki.
• Duzzadóhelyek (antinódusok): Ezeken a helyeken a hullám maximális kitérést végez (rezgés).
• Csomópontok: Azok a helyek, ahol a hullám amplitúdója nulla (nem történik rezgés).

Hogyan készítsd el a rajzot:

• Első módus (alaprezgés):
• Egy csomópont lesz a kötél mindkét végén, és középen egyetlen duzzadóhely.
• Hullámhossz: λ=2L\lambda = 2L, ahol LL a kötél hossza.
• Második módus:
• Két csomópont lesz (mindkét végén és középen), és két duzzadóhely.
• Hullámhossz: λ=L\lambda = L.
• Harmadik módus:
• Három csomópont (mindkét végén és két köztes helyen), és három duzzadóhely.
• Hullámhossz: λ=2L3\lambda = \frac{2L}{3}.
• Negyedik módus:
• Négy csomópont (mindkét végén és három köztes helyen), és négy duzzadóhely.
• Hullámhossz: λ=L2\lambda = \frac{L}{2}.

Mit írj a rajzok mellé:

• Csomópontok: Jelöld pontokkal azokat a helyeket, ahol a kötél nem mozdul el.
• Duzzadóhelyek: Jelöld azokat a helyeket, ahol a legnagyobb kitérés van.
• Hullámhossz: Írd ki a becsült hullámhosszt a különböző módusoknál, ahogy fent megadtam.

Vissza