Unde Elastice

Extras din referat Cum descarc?

O unda elastica in propagare, atunci cand intalneste un obstacol sau o supra-fata de separare dintre doua medii, produce anumite fenomene specifice, si anume ocolirea aparenta a obstacolului si schimbarea directiei de propagare prin intoar-cerea in acelasi mediu, sau prin trecerea in mediul urmator. Acestea sunt fenome-nele de difractie, reflexie si refractie, care se studiaza cu ajutorul notiunilor de raza si front de unda.
Difractia este proprietatea undelor de a se imprastia si a se curba atunci cand trec print-o fanta ingusta sau lovesc un obstacol de dimensiuni comparabile cu lun-gimea de unda a undei. Difractia este o proprietate a tuturor undelor.
Aflarea frontului si a mersului ulterior al undei elastice atunci cand ajunge la un obstacol sau pe o suprafata de separare dintre doua medii se face pe baza prin-cipiului lui Huygens (Christian Huygens 1629-1695), observat experimental si for-mulat astfel:
Toate punctele mediului aflate la un moment dat pe un front de unda devin surse secundare de oscilatii care produc unde identice cu unda primara si se propaga in continuare.
Noul front de unda se obtine ca fiind infasuratoarea punctelor mediului aflate in aceeasi faza de oscilatie.
Undele care se genereaza permanent de catre punctele mediului se numesc unde secundare sau elementare, si se propaga in sensul indepartarii de sursa fizica initiala. Altfel spus, prin acest efect nu apar unde inverse, ci numai unde progre-sive. Se admite ca absenta undelor inverse se datoreaza unei interferente a undelor elementare prin care in punctele din spatele frontului oscilatiile se distrug reci-proc, ramanand in stare activa doar punc-tele de pe frontul de unda cel mai avansat.
O imagine a acestui mecanism este reprezentata in figura. Sursa punctiforma din O produce intr-un mediu omogen si izotrop unde sferice. Punctele de pe supra-fata de unda S1 produc la randul lor unde sferice secundare, iar suprafata de unda S2 reprezinta punctele de tangenta ale acestor unde secundare. 
Principiul lui Huygens afirma o echivalenta intre originea undei si orice punct atins de unda, in sensul ca in acest punct se repeta identic fenomenele din origine.
In cazul unui obstacol de tip perete cu o deschidere (apertura), principiul lui Huygens permite aflarea frontului de unda pentru toate punctele, cu exceptia celor ale deschiderii insasi, iar indicatorul care se are in vedere aici este raportul dintre dimensiunile deschiderii si lungimea de unda.
Principiul lui Huygens este valabil atat pentru undele elastice, cat si pentru cele electromagnetice.
Daca o unda elastica in propagare intalneste un obstacol (perete, paravan, cladire, copac, deschidere) de dimesiuni comparabile cu lungimea de unda, atunci unda se propaga mai departe ocolind obstacolul prin schimbarea directiei. Frontul si razele undei in momentul atingerii obstacolului sufera discontinuitati. 
Fenomenul de ocolire aparenta a unui obstacol de catre unda elastica se numeste difractie. Frontul undei difractate se construieste cu ajutorul principiului lui Huygens.
Punerea in evidenta si chiar vizualizarea difractiei se poate face cu ajutorul unui dispozitiv format dintr-un diapazon prevazut cu un ac vibrator si un vas cu apa. Vasul este compus din doua compartimente separate printr-un perete prevazut cu un mic orificiu O practicat la nivelul suprafetei lichidului.
Dimensiunea orificiului este comparabila cu lungimea de unda a undelor de suprafata care se produc, si anume in jur de 1mm.
Diapazonul este pus in stare de vibratie prin lovire, astfel incat acul atasat unuia din brate prin vibratie devine sursa de unde elastice.
Se constata ca undele se propaga in compartimentul din dreapta si in spatele orificiului, in toata regiunea umbrei geometrice din afara conului dus din varful S.
Explicatia este continuta in principiul lui Huygens. Orificiul O devine sursa secundara de unde identice cu cele produse in S. In acest fel, undele secundare se propaga si in spatele orificiului. Acelasi fenomen se obtine daca lipseste peretele despartitor, iar in locul orificiului se plaseaza un obstacol.
Formal, se poate spune ca unda ajunsa in punctul O isi schimba directia de propagare.
Efectul prezentat se poate generaliza in sensul ca orice obstacol solid de dimensiuni apropiate lungimii de unda ocoleste obstacolul.

Fisiere in arhiva (1):

 Unde Elastice.doc