3 Aallot Flashcards
(166 cards)
1
Q
Värähdysliike
A
on toistuvaa jaksollista liikettä
2
Q
Aaltolähde
A
siirtää energiaa väliaineen aaltoihin
3
Q
Mekaaninen aaltoliike
A
tarvitsee edetäkseen väliaineen. Itse aine ei etene
4
Q
Sähkömagneettinen aaltoliike etenee
A
sekä väliaineessa että tyhjiössä
5
Q
Sähkömagneettinen aaltoliike syntyy
A
kun elektroni tai jokin muu varattu hiukkanen värähtelee
6
Q
Poikittainen mekaaninen aaltoliike
A
voi edetä vain kiinteissä aineissa
7
Q
Pitkittäinen mekaaninen aaltoliike
A
voi edetä kiinteän aineen lisäksi myös nesteiden sisällä ja kaasuissa
8
Q
Amplitudi A
A
on aallon suurin poikkeama tasapainoasemasta
9
Q
Aallonpituus λ
A
on muun muassa aallon vierekkäisten harjojen välinen etäisyys
10
Q
Jaksonaika T
A
on aika, jonka kuluessa aaltoliike etenee aallonpituuden mittaisen matkan
11
Q
Taajuus f
A
on jaksonajan käänteisarvo f = 1 / T
12
Q
Aaltoliikkeen perusyhtälö
A
v = fλ
13
Q
Aaltolähde määrää aaltoliikkeen
A
taajuuden
14
Q
Väliaine määrää aallon
A
nopeuden
15
Q
Aallonpituus määräytyy
A
aaltoliikkeen taajuuden ja nopeuden perusteella
16
Q
Valo ja sähkömagneettinen aaltoliike yleensä
A
on poikittaista aaltoliikettä
17
Q
Ilmassa ääni on
A
pitkittäistä aaltoliikettä
18
Q
Amplitudi määrää
A
valon tai äänen voimakkuuden
19
Q
Värähdysliike
A
on liikettä jossa värähtelijän etäisyys tasapainoasemasta vaihtelee jaksollisesti
20
Q
Taajuus ilmoittaa
A
kuinka monta värähdystä tapahtuu tietyssä ajassa
21
Q
Jousivakio k
A
kuvaa jousen jäykkyyttä
22
Q
Harmoninen voima
A
Voima F̅ on harmoninen, jos sen suuruus on suoraan verrannollinen poikkeamaan tasapainoasemasta ja se suuntautuu kohti tasapainoasemaa
23
Q
Harmoninen voima F̅
A
F̅ = -kx
24
Q
Harmoninen värähdysliike
A
aiheutuu harmonisesta voimasta, joka on värähtelijän tasapainoasemaan palauttava voima
25
Harmoninen värähtelijä värähtelee
amplitudista riippumatta samalla taajuudella
26
Jousen harmonisen värähtelyn jaksonaika
T = 2π√(m/k)
27
Heilurin harmonisen liikkeen jaksonaika
T = 2π√(l/g)
28
Vaihe
on jaksollisessa ilmiössä säännöllisesti toistuva liiketila, jonka määräävät värähtelijän paikka ja liikkeen suunta
29
Aineen rakenneosien kytkeytymistä toisiinsa havainnollistetaan
kytketyillä heilureilla
30
Ominaisvärähtely
vapaasti värähtelevä kappale värähtelee ominaistaajuudella
31
Resonanssi aiheutuu
ulkoisesta voimasta
32
Jos jaksollisesti muuttuva ulkoinen voima vaikuttaa kappaleeseen sen ominaistaajuudella,
kappale alkaa värähdellä ja värähtelyn amplitudi kasvaa jakso jaksolta
33
Kappale joutuu resonanssiin energialähteen kanssa,
kun siihen syötetään energiaa taajuudella, joka on jokin kappaleen ominaistaajuuksista
34
Kaksi värähtelijää voi olla
resonanssissa
35
Aaltojen etenemissuunta muuttuu
rajapinnassa
36
Aaltoliikeen etenemissuunta muuttuu kahden aineen rajapinnassa, jos
aaltojen nopeus muuttuu
37
Aaltorintama ja säde
säde ilmaisee aaltoliikkeen etenemissuunnan ja on kohtisuorassa aaltorintamaan nähden
38
Veden pinta-aallot muodostavat
aaltorintamia
39
Heijastumislaki
Aaltoliikkeen heijastuskulma β on yhtä suuri kuin tulokulma α
40
Heijastumislaki pätee
kaikissa aaltoliikkeissä
41
Tulevan säteen ja heijastavan pinnan normaalin välistä kulmaa sanotaan aaltojen
tulokulmaksi α
42
Heijastuvan säteen ja pinnan normaalin välinen kulma on
heijastuskulma β
43
Jos aaltoliikkeen etenemisnopeus pienenee aaltojen mennessä rajapinnan yli,
aaltoliike taittuu normaaliin päin
44
Taittumislaki
sin α₁ / sin α₂ = v₁ / v₂ = λ₁ / λ₂ = n₁₂
45
Aineen taitekerroin
n_A = c₀ / c_A
c₀ on valon nopeus tyhjiössä
c_A on valon nopeus väliaineessa A
46
Aineen kykyä taittaa valoa sanotaan aineen
optiseksi tiheydeksi
47
Kahdesta aineesta optisesti tiheämpää on se,
jolla on suurempi taitekerroin
48
Optisesti tiheämmässä aineessa valo etenee
hitaammin kuin optisesti harvemmassa
49
Rajapinnan taitesuhde
n₁₂ = n₂ / n₁
50
Valon taittumislaki eli Snellin laki
n₁sinα₁ = n₂sinα₂
51
Yhdensuuntaissiirtymä
syntyy, kun vinosti tasapaksuun lasilevyyn osuva valonsäde taittuu ensimmäisessä rajapinnassa normaaliin päin ja toisessa rajapinnassa normaalista poispäin
52
Prismaksi kutsutaan
kiilan muotoista läpinäkyvää lasi- tai muovikappaletta
53
Kun valonsäde kulkee prisman läpi,
säde taittuu kummassakin rajapinnassa taittumislain mukaisesti
54
Prisman taittava kulma on
taittavien sivujen välinen kulma
55
Prismaan tulevan ja prismasta poistuvan säteen välinen kulma on
kokonaispoikkeama δ
56
Aineen A taitekerroin on
valon tyhjiönopeuden ja valon nopeuden väliaineessa A suhde: n_A = c₀ / c_A
57
Kahdesta aineesta sitä, jossa aaltoliikkeen nopeus on suurempi, sanotaan
aalto-opillisesti (valolle optisesti) harmemmaksi aineeksi
58
Kokonaisheijastus
voi tapahtua vain, jos aaltoliike tulee riittävän suuressa kulmassa aalto-opillisesti tiheämmästä aineesta aalto-opillisesti harvempaan aineeseen
59
Kokonaisheijastumisessa aaltoliike
ei pääse taittumaan toiseen aineeseen vaan heijastuu
60
Kokonaisheijastuksen rajakulma
sinα_r = v₁ / v₂
61
Valon kulkusuunta voidaan muuttaa
kokonaisheijastavan prisman avulla
62
Optisessa kuidussa
valo etenee kokonaisheijastuen vaipan ja ytimen rajapinnasta
63
Geometrisen optiikan peruslait
1. Valon suoraviivainen kulku
2. heijastumislaki
3. taittumislaki
64
Linssin pintojen kaarevuuskeskipisteiden kautta kulkevaa suoraa kutsutaan
pääakseliksi
65
Kuperaa linssiä kutsutaan
kokoavaksi
66
Koveraa linssiä kutsutaan
hajottavaksi
67
Kovera linssi hajottaa pääakselin suuntaisen valonsädekimpun siten,
että linssin jälkeen kulkevien säteiden jatkeet leikkaavat linssin valepolttopisteissä
68
Kuperan linssin muodostama kuva on ylösalaisin oleva todellinen kuva,
jos esine on polttopistettä kauempana linssistä
69
Kuperan linssin muodostama kuva on suurennettu valekuva,
jos esine on polttopisteen ja linssin välissä
70
Jos esine on kuperan linssin polttopisteessä,
minkäänlaista kuvaa ei synny
71
Valekuva
muodostuu kohtaan, jossa säteiden jatkeet ja mahdolliset säteet leikkaavat
72
Valekuvaa ei saada näkyviin
varjostimelle
73
Koveran linssin muodostama kuva
on aina pienennetty, oikeinpäin oleva valekuva
74
Linssin taittovoimakkuus
D = 1 / f, yksikkö d (dioptria)
75
Linssien kuvausyhtälö
1 / a + 1 / b = 1 / f
76
Kuvan viivasuurennos
m = k / e = ∣b / a∣
77
Silmässä on
kupera linssi
78
Likinäön korjaaminen
Virhe korjataan silmän eteen laitettavalla hajoittavalla eli koveralla linssillä
79
Kaukoäon korjaaminen
Virhe korjataan silmän eteen laitettavalla kokoavalla eli kuperalla linssillä.
80
Kaukotaitteisen henkilön silmä taittaa valoa
liian heikosti, eli silmämuna on polttoväliin verrattuna liian lyhyt.
81
Kaukotaitteisen henkilön silmässä kuva muodostuu
verkkokalvon taakse
82
Likinäköisen henkilön silmämuna
on polttoväliin verrattuna liian pitkä
83
Likinäköisen henkilön silmässä kuva
etäällä olevasta esineestä muodostuu verkkokalvon eteen
84
Tasopeili muodostaa
valekuvan
85
Kovera peili
kokoaa valoa
86
Kupera peili
hajoittaa valon
87
Kuperan peilin muodostama kuva
on valekuva, ja se muodostuu säteiden jatkeille
88
Kupera peili muodostaa aina
pienennetyn, oikeinpäin olevan valekuvan
89
Kovera peili muodostaa todellisen, ylösalaisin olevan kuvan, kun
esine on polttopistettä kauempana peilistä
90
kovera peili muodostaa suurennetun valekuvan, kun
esine on polttopisteen ja koveran peilin välissä
91
Jos esine on koveran peilin polttopisteessä
kuvaa ei synny
92
Kuvauksen viivasuurennos kahden linssin tai peilin systeemille
m = m₁m₂
93
Parabolinen peili on
sekä lähetin että vastaanotin
94
Interferenssi
aaltojen yhteisvaikutus
95
Superpositioperiaate
Kun aaltoja etenee samassa väliaineessa, aaltojen yhteisvaikutus missä tahansa pisteessä on yksittäisten aaltojen summa
96
Konstruktiivinen interferenssi
vahvistaa
97
Destruktiivinen interferenssi
heikentää
98
Huygensin periaate
Jokainen aaltorintaman piste on uuden alkeisaallon lähde, josta aallot leviävät joka suuntaan aallon etenemisnopeudella
99
Matkaero ∆D
kertoo aallon kahden kohdan etäisyyden
100
Vaihe-ero
saadaan, kun matkaerosta vähennetään täyden aallonpituudet
101
Kahden aallon vaihe-ero
on aaltojen samassa vaiheessa olevien pisteiden matkaero
102
Vahvistava interferenssi syntyy, kun
aaltojen matkaero ∆D = kλ, jossa k = 1, 2, ...
103
Heikentävä interferenssi syntyy, kun
aaltojen matkaero ∆D = (k + 1/2) λ, jossa k = 1, 2, ...
104
Diffraktio eli
taipuminen
105
Kun aaltorintaman etenemistä häiritään esteellä,
aaltorintaman muoto muuttuu
106
Aallot, joiden vaihe-ero on vakio, ovat keskenään
koherentteja
107
Valo on monokromaattista, jos
sen kaikilla aalloilla on sama aallonpituus
108
laserin lähettämä valo on
monokromaattista ja koherenttia
109
interferenssimaksimi
valoisa viiva varjostimella
110
interferenssiminimi
tumma viiva varjostimella
111
Hilayhtälö
maksimien paikat hilassa saadaan yhtälöstä
| d sinθ = kλ
112
Värit ohuiden kalvojen pinnalla johtuvat
valon interferenssistä. Valo heijastuu kalmon molemmista pinnoista A ja B. Heijastuneet aallot interferoivat pinnalla A, jolle valoa tulee ja josta kalvoa myös katsellaan.
113
Aaltoliikkeen intensiteetti I
on säteilytehon P ja pinta-alan A suhde
| I = P/A = E/At, yksikkö on 1 J / m²s
114
Valon aallonpituus- ja taajuusjakaumaa kutsutaan
spektriksi
115
Spektri ilmaisee,
miten eri aallonpituisten valojen intensiteetit suhtautuvat toisiinsa
116
Valon hajoamista väreihin sanotaan
dispersioksi
117
Hilassa punainen valo taipuu
eniten ja violetti vähiten
118
Prismassa punainen valo taipuu
vähiten ja violetti eniten
119
Sateenkaari syntyy, kun
aurinko paistaa katsojan takaa hänen edessään oleviin sadepisaroihin. Auringosta tuleva valo taittuu vesipisaroiden sisään, heijastuu ja taittuu ulos pisaroista. Valo taittuu molemmissa pinnoissa kulkusuuntaansa nähden samaan suuntaan ja valo hajoaa väreihin
120
Kun valo osuu johonkin aineeseen,
se absorboituu ja valon energiaa siirtyy aineeseen
121
Siroaminen
tyypillisesti aine pystyy ottamaan vastaan energiaa vian joillakin aallonpituusalueilla, jolloin aine lähettää valtaosan valosta pois ja valoa lähtee joka suuntaan
122
Heijastumisessa valo
siroaa aineen atomeista tai molekyyleistä niin, että sironneet aallot interferoivat eräässä suunnassa vahvistavasti ja muissa suunnissa valoaaltojen interferenssi on hyvin heikkoa
123
Näemme iltaruskon punaisena, koska
näkyvän valon lyhyet aallonpituudet, sininen valo, siroaa sivulle ja pitkät aallonpituuden, punainen, pääsee ilmakehän läpi
124
Valoja yhdisteltäessä puhutaan
additiivisesta eli yhdistelevästä värijärjestelmästä (RGB)
125
Väripigmenttejä yhdistettäessä puhutaan
subtraktiivisesta eli vähentävästä järjestelmästä (CMYK)
126
Valaistussuureet
ovat tehosuureita
127
Valovoima I
kuvaa valonlähteen voimakkuutta (intensiteettiä) tarkastelusuunnassa niin, että silmän spektriherkkyys on otettu huomioon, yksikkö candela, cd
128
Valaistusvoimakkuus E
kuvaa valaistusta pinnalla
129
Pistemäisen valon lähteen valaistusvoimakkuus
E = I / r², yksikkö luksi, lx
130
Polarisoitunut valo
Valo on lineaarisesti polarisoitunutta, jos sähkökenttä värähtelee vain yhdessä tasossa
131
lineaarisesti polarisoitunut valo on
täydellisesti polarisoitunutta valoa
132
Kun sähkökenttä värähtelee kaikissa suunnissa, jotka ovat kotisuorassa valon etenemissuuntaa vastaan, valo on
polarisoitumatonta
133
Eristeestä heijastunut valo
on polarisoitunutta
134
Johteen pinnasta heijastunut valo
ei ole polarisoitunutta
135
Brewsterin laki
heijastunut valo on täysin polarisoitunutta, kun rajapinnasta heijastunut ja pinnan läpi taittunut valonsäde ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan
136
Brewsterin kulma
tanα_B = n₂/n₁
137
Seisovan aaltoliikkeen liikkumattomia kohtia kutsutaan
solmuiksi
138
Värähtelyjen ääriasemien kautta kulkevaa käyrää sanotaan aaltoliikkeen
verhokäyräksi
139
Seisova aaltoliike syntyy
vastakkaisiin suuntiin liikkuvie aaltojen interferoidessa
140
Perusvärähtelyn taajuutta kutsutaan
perustaajuudeksi f₁
141
Ensimmäisessä ylävärähtelyssä
on kolme solmua ja sen taajuus on ensimmäinen ylätaajuus f₂
142
Jännitetyn kielen ominaistaajuudet ovat
f_n = nf₁
143
Perusvärähtelyssä kieli on
aallonpituuden puolikkaan pituinen, λ₁ = 2L
144
Kielen perustaajuus on
f₁ = v / λ₁ = v / 2L
145
Putken avoimeen päähän syntyy
kupu
146
Huojunta on
interferenssi-ilmiö
147
Huojuntataajuus
Huojunnassa äänenvoimakkuus vaihtelee taajuudella
| f_h = ∣f₁ - f₂∣
148
Dopplerin ilmiö
Ääniaallot pakkautuvat liikkuvan äänilähteen etupuolella ja venyvät sen takana. Äänen korkeus muuttuu liikkeen suunnan muuttuessa.
149
Ääni etenee homogeenisessa aineessa
vakionopeudella
150
Liikkuvan äänilähteen taajuus
f = (v / (v ± v₁))f₀
-v₁ on nopeus kohti havaitsijaa
+v₁ on nopeus poispäin havaitsijasta
151
Liikkuvan havaitsijan havaitsema taajuus
f = ((v ± v_h) / v)f₀
+v_h on nopeus kohti lähdettä
-v_h on nopeus poispäin lähteestä
152
Äänivallin murtuminen
Kun äänen nopeus saavutetaan, kappaleen edessä olevat aaltorintamat eivät pääse loittonemaan kappaleesta, vaan ne ovat päällekkäin. Silloin nämä paineaaltorintamat interferoivat hyvin voimakkaasti ja syntyy paineisku, jota kutsutaan äänivallin murtumiseksi
153
Kun kappale etenee ääntä nopeammin
aaltorintamat muodostavat kartion, jonka huippu on äänen lähteen kohdalla
154
Kun suihkuhävittäjä rikkoo äänivallin,
paine kasvaa pienellä alueella nopeasti ja ilmassa oleva vesihöyry tiivistyy pyöreäksi pilveksi
155
Dopplerin ilmiössä äänilähteen taajuuden näennäinen muutos johtuu
havaitsijan ja äänilähteen liikkeestä toisiinsa nähden.
156
Kun kaksi lähes samantaajuista aaltoa interferoi
äänen kuullaan huojuvan
157
Putken suljetussa päässä on seisovan aallon
solmukohta
158
Ilmatilaan syntyvien seisovienaaltojen taajuuksia sanotaan
resonanssitaajuuksiksi. Seisovat aallot syntyvät edestakaisin etenevien pitkittäisten aaltojen interferoidessa.
159
Äänen spektri
äänen sisältämien äänesten osuutta äänessä kuvaa äänen spektri
160
Äänen nopeus riippuu
väliaineen lämpötilasta
161
Kuuloalue
on ihmisen kuulema taajuusalue
162
Äänen intensiteetti
I = P/A, yksikkö W/m²
163
Äänen intensiteettitaso
L = 10lg(l/l₀) dB
164
Kuulokynnyksen intensiteetti
I₀ = 10⁻¹² W /m²
165
Äänekkyystaso eli
kuuluvuustaso
166
Ihmisen kuuloalue
16 Hz - 20 kHz
