▷ Periodieke golf

In dit artikel wordt uitgelegd wat periodieke golven in de natuurkunde zijn en wat hun kenmerken zijn. Op dezelfde manier vindt u voorbeelden van periodieke golven en wat de vergelijking is van dit soort golven.

Wat is een periodieke golf?

In de natuurkunde is een periodieke golf een golf waarvan de grafiek zich periodiek herhaalt. Dat wil zeggen dat de oscillaties van een periodieke golf zich op elk vast tijdsinterval herhalen. Daarom zal de verlenging van een periodieke golf gedurende dezelfde tijdsperiode hetzelfde zijn.

De periode is de tijd die nodig is voordat de periodieke golf zich herhaalt. De beweging van een periodieke golf zal dus na enige tijd terugkeren naar dezelfde situatie.

De golf die de beweging van een slinger beschrijft, is bijvoorbeeld een periodieke golf, aangezien de slinger periodiek van het ene uiterste naar het andere uiterste oscilleert. De tijd die een slinger nodig heeft om één oscillatie te voltooien, is daarom constant.

➤ Zie: Wat is een periodieke beweging?

Voorbeelden van periodieke golven

Nadat we de definitie van een periodieke golf in de natuurkunde hebben gezien, volgen hier enkele voorbeelden van dit type golf om het concept te begrijpen.

Voorbeelden van periodieke golven:

De golf die de beweging van een slinger beschrijft, is periodiek.
Elektromagnetische golven zijn periodieke golven.
Geluidsgolven zijn ook periodieke golven.
De golven die ontstaan op het oppervlak van een plas als er een steen wordt gegooid.
De golf die een eenvoudige harmonische beweging definieert.

➤ Zie: Harmonische golven

Elementen van een periodieke golf

Periodieke golven hebben de volgende elementen of kenmerken:

Verlenging (y) : is de afstand tussen de positie van de golf en zijn evenwichtspositie.
Amplitude (A) : is de afstand tussen maximale extensie en zijn evenwichtspositie.
Crest : elk van de hoogste punten van de golf.
Vallei : elk van de laagste punten van de golf.
Cyclus of oscillatie : het is het pad van de golf van het ene punt naar het volgende gelijkwaardige punt.
Golflengte (λ) : is de afstand tussen twee opeenvolgende equivalente punten op de golf.
Periode (T) : is de tijd die nodig is om een volledige oscillatie te voltooien.
Frequentie (f) : is het aantal oscillaties of trillingen dat de golf per tijdseenheid produceert.

$f=\cfrac{1}{T}$

Hoekfrequentie (of pulsatie) (ω) : dit is de snelheid waarmee de golf oscilleert.

$\omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f$

Golfgetal (k) : Het wordt gedefinieerd als het aantal cycli dat wordt uitgevoerd over een lengte van 2π meter.

$k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}$

Voortplantingssnelheid (v) : dit is de snelheid waarmee de golf zich voortplant.

$v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}$

Formule van een periodieke golf

De vergelijking van een periodieke golf is y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ ₀ ). Deze formule wordt gebruikt om de verlenging van een punt op de periodieke golf op een bepaalde positie en een specifiek tijdstip te berekenen.

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

Goud:

$y$

is de verlenging van de golf.
$A$

is de amplitude van de periodieke golf.
$x$

is de afstand vanaf het bestudeerde punt tot de oorsprong van de golf.
$k$

is het golfgetal.
$\omega$

is de hoek- of pulsatiefrequentie.
$t$

is het moment van de tijd.
$\phi_0$

is de beginfase van de golf.

Opmerking: Houd er rekening mee dat er verschillende manieren zijn om de vergelijking van een periodieke golf uit te drukken. Er kan dus ook gebruik worden gemaakt van een cosinusfunctie. De meest gebruikte uitdrukking is echter de functie die in dit artikel wordt uitgelegd.

Het teken voor de hoeksnelheid bepaalt de voortgangsrichting van de periodieke golf. Als het negatief is, betekent dit dat de golf zich naar rechts voortplant, maar als het teken positief is, betekent dit dat de golf zich naar links beweegt.

Periodieke en niet-periodieke golf

Ten slotte zullen we het verschil zien tussen een periodieke golf en een niet-periodieke golf, omdat het, zoals hun namen aangeven, twee tegengestelde soorten golven zijn.

Een niet-periodieke golf is een golf waarvan de grafiek zich niet herhaalt in de tijd, dat wil zeggen dat de vorm van een niet-periodieke golf volledig vrij is en geen enkel patroon volgt. Kortom, niet-periodieke golven hebben geen periodiciteit.

Daarom is het belangrijkste verschil tussen een periodieke golf en een niet-periodieke golf dat periodieke golven cyclisch oscilleren en hun grafiek op elk vast tijdsinterval herhalen. Aan de andere kant vertoont de vorm van niet-periodieke golven geen enkel patroon. maar ze zwaaien vrij.

Wat is een periodieke golf?

Voorbeelden van periodieke golven

Elementen van een periodieke golf

Formule van een periodieke golf

Periodieke en niet-periodieke golf

Leave a Comment Cancel Reply