WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-07-27T06:01:37Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:2006-01-14_Surface_waves.jpg|mini|desno|250px|Površinski valovi na [[voda|vodi]].]]

[[datoteka:Boelge stor.jpg|mini|desno|250px|Val na [[More|moru]] iza [[trajekt]]a.]]

[[datoteka:Onde compression impulsion 1d 30 petit.gif|mini|desno|250px|Primjer [[longitudinalni val|longitudinalnog vala]].]]

[[datoteka:Onde cisaillement impulsion 1d 30 petit.gif|mini|desno|250px|Primjer [[transverzalni val|transverzalnog vala]].]]

[[datoteka:Interferenz.jpg|mini|desno|250px|[[Interferencija valova|Interferencija]] dvaju kružnih valova.]]

[[datoteka:Simple harmonic motion animation.gif|mini|desno|250px|[[Matematika|Matematički]] je najjednostavnije [[sinus]]no [[titranje]] valova.]]

[[datoteka:Sine wavelength.svg|mini|desno|250px|[[Valna duljina]] ''λ'' je udaljenosti između dvaju brjegova ili dolova [[sinus]]oidalnoga vala.]]

[[datoteka:Dopplereffectsourcemovingrightatmach0.7.gif|mini|desno|250px|[[Dopplerov učinak]] ili [[Dopplerov efekt]] je promjena [[frekvencija|frekvencije]] valova pri relativnom [[gibanje|gibanju]] njihova izvora ili promatrača.]]

[[datoteka:USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg|mini|desno|250px|''Vrlo velika mreža'' ([[Engleski jezik|eng]]. ''Very Large Array''), radio interferometar ([[dugobazična interferometrija]]) u [[Novi Meksiko|Novom Meksiku]], [[SAD]].]]

[[datoteka:Standing wave.gif|mini|desno|250px|Prikaz [[Stojni val|stojnog vala]]. Crvene točke označavaju takozvane čvorove.]]

[[datoteka:Light dispersion of a mercury-vapor lamp with a flint glass prism IPNr°0125.jpg|mini|desno|250px|Vidljiva [[svjetlost]] sastoji se od dijela spektra [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskih valova]] u rasponu valnih duljina od 380 do 780 [[metar|nm]], koje ljudsko oko razlikuje kao boje, od ljubičaste s najmanjom do crvene s najvećom [[Valna duljina|valnom duljinom]].]]

[[datoteka:Electron diffraction Laue-zone tilt-series.gif|mini|desno|250px| [[Ogib]] ili difrakcija [[elektron]]a je pokazala da se [[elektron]]i ponašaju i kao [[čestica|čestice]] i kao valovi ([[Dualizam (fizika)|dualizam]]).]]

[[datoteka:Quadrupol Wave.gif|mini|desno|250px|Gravitacijski valovi naizmjenično sabijaju i rastežu [[prostor]] kroz koji prolaze.]]

'''Val''' je širenje poremećaja kojim se prenosi [[energija]] kroz neko sredstvo ([[medij]]), a da se sredstvo kao cjelina ne pomiče. Kada se valovi nađu na granici između dvaju različitih sredstava, dolazi do njihova [[ogib]]a, [[Refrakcija |refrakcije]] (loma) ili [[Refleksija|refleksije]] (odbijanja) i u posebnim uvjetima do [[Stojni val|stojnih valova]].<ref>'''valovi''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=63780] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref> [[Mehanički valovi]] se mogu širiti samo kroz neku [[materija|tvar]] (medij), dok se [[elektromagnetski valovi]] mogu širiti i [[vakuum]]om.

Valovi također mogu biti:
* [[longitudinalni val|longitudinalni]] – čestice [[titranje|titraju]] u smjeru širenja vala. Najvažniji primjer longitudinalnih valova su valovi [[zvuk]]a u [[zrak]]u. U [[tekućina]]ma i [[plin]]ovima samo se rasprostiru longitudinalni valovi;
* [[transverzalni val|transverzalni]] – čestice titraju poprečno na smjer širenja. U [[Krutine|čvrstim tijelima]] mogu se rasprostirati i transverzalni i longitudinalni valovi;
* progresivni – val se širi u određenom smjeru i pritom se energija prenosi s čestice na česticu;
* [[Stojni val|stojni]] – neke čestice titraju, a neke stalno miruju; energija se ne prenosi prostorom.

Periodički se valovi mogu opisati karakterističnim veličinama: [[frekvencija|frekvencijom]], [[amplituda|amplitudom]], [[period]]om i [[valna duljina|valnom duljinom]]. Udubine koje nastaju kada bacimo sredstvo u vodu zovemo [[valni dol|valnim dolovima]], a izbočine [[valni brijeg|valnim brjegovima]]. Od mjesta gdje je kamen pao izmjenično se rasprostiru kružni brjegovi i kružni dolovi. Val je ustvari širenje [[Titranje|titraja]] u [[elastičnost|elastičnom]] sredstvu. Kad kamen padne u vodu, prouzrokuje titranje na onom mjestu gdje je u vodu udario. Čestice vode na tom mjestu zatitraju, i to se titranje dalje širi u obliku valova jer su čestice vode međusobno elastično povezane. Kod vala se ne prostire [[materija]] već [[energija]] titranja koja putuje od čestice do čestice. Prividno nam se čini da [[voda]] teče, ali ako promotrimo kakav list koji pliva na vodi vidjet ćemo da se taj ne pomiče s valom već se njiše gore i dolje na istom mjestu površine vode. Ono što kod vala putuje samo je slika titraja u izvjesnom trenutku. Tvar u kojoj se val rasprostire zove se sredstvo vala, a čestica koja je počela titrati i iz koje se val širi zove se izvor vala. Valovi koji se šire na površini nekog sredstva zovu se površinski valovi, a valovi koji se šire u nekom prostoru zovu se prostorni valovi.<ref>Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

== Svojstva valova ==
Valovi se opisuju s pomoću:
* [[Valna duljina|valne duljine]] ''λ'', udaljenosti između dvaju brjegova ili dolova [[sinus]]oidalnoga vala;
* perioda vala ''T'', [[Vrijeme (fizika)|vremena]] koje protekne dok se val pomakne za jednu valnu duljinu;
* valnoga broja ''k'', veličine recipročne valnoj duljini, i
* [[frekvencija|frekvencije]] ''f'', veličine recipročne periodu.

Fazni pomak udaljenost je između najbližih brjegova ili dolova dvaju valova jednake frekvencije i smjera širenja. Jednadžba oblika:

:<math> a = A \cdot \sin(x - f \cdot t) </math>

opisuje izgled sinusoidalnoga vala u bilo kojoj točki prostora, gdje je: ''a'' - [[Elongacija (razdvojba)|elongacija]], ''A'' - [[amplituda]], ''f ''- [[frekvencija]], ''x'' - udaljenost čestice od izvora vala i ''t'' - vrijeme širenja vala. Ako se u isto vrijeme na istome mjestu nađu dva vala, doći će do njihove [[Interferencija valova|interferencije]], a složenije valno gibanje može se prikazati kao suma sinusoidalnih valova različitih amplituda i frekvencija.

[[koherencija|Koherentni]] valovi, uzajamno jednaki po frekvenciji, faznom pomaku, polarizaciji, omogućuju da se vidi interferencijska slika (na primjer interferencijske pruge). Ako se izvor valova ili promatrač gibaju, s pomoću [[Dopplerov efekt|Dopplerova učinka]] može se odrediti njihova [[brzina]], što se primjenjuje u [[astronomija|astronomiji]], [[medicina|medicini]], [[promet]]u i drugo.

=== Brzina valova ===
Valovi se šire u prostoru nekom određenom [[brzina|brzinom]] koja se zove '''brzina širenja vala'''. Za vrijeme jednog [[period]]a, to jest za vrijeme ''T'' u kojem je čestica u izvoru vala izvršila jedan potpuni titraj, pomaklo se titranje za [[valna duljina|duljinu vala]] ''λ''. Brzinu širenja valova možemo dakle izračunati tako da put, to jest duljinu vala ''λ'', podijelimo vremenom ''T'':

:<math>v = \frac{\lambda}{T} </math>

Ako umjesto perioda ''T'' uzmemo recipročnu vrijednost, to jest frekvenciju ''f'' = 1 / ''T'', dobivamo:

:<math> v = f \cdot \lambda </math>

Brzina vala ovisi o osobinama ([[elastičnost|elastičnosti]] i [[gustoća|gustoći]]) sredstva kroz koje val prolazi. Brzina valova ovisi o mediju kroz koje se valovi šire pa je na primjer brzina [[Mehanički valovi|mehaničkih valova]] u [[Krutine|čvrstom tijelu]]:

: <math>v = \sqrt{\frac{E}{\rho}} </math>

a u [[plin]]u:

: <math>v = \sqrt{\frac{\chi \cdot p}{\rho}} </math>

gdje je: ''E'' - [[Youngov modul elastičnosti|modul elastičnosti]], ''ρ'' - [[gustoća]] tijela ili plina, ''ϰ'' - [[Adijabatski proces|adijabatski]] koeficijent plina, ''p'' - [[tlak]] plina. Brzina širenja [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskih valova]] u [[vakuum]]u je 299 729 458 m/s ([[brzina svjetlosti]]) i prema [[teorija relativnosti|teoriji relativnosti]] najveća moguća brzina gibanja, dok je brzina širenja u drugim prozirnim medijima manja na primjer na 20 °C u zraku 1,0003, u vodi 1,333, u dijamantu 2,42, u silikonu 4 puta manja ([[indeks loma]]). Kada se valovi nađu na granici između dvaju medija, dolazi do njihova [[ogib]]a, [[Refrakcija|refrakcije]] ili refleksije i u posebnim uvjetima [[Stojni val|do stojnih valova]]. Kada val prelazi iz jednog sredstva u drugo ili se prostire kroz nehomogeno sredstvo, brzina i [[valna duljina]] mu se mijenjaju, a [[frekvencija]] ostaje ista.

== Vrste valova ==

=== Mehanički valovi ===
{{Glavni|Mehanički valovi}}

'''Mehanički valovi''' (na primjer [[zvuk]]) šire se u [[elastičnost|elastičnom]] mediju (na primjer [[zrak]], [[voda]]) [[titranje]]m [[čestica]] povezanih elastičnim [[sila]]ma oko [[Ravnoteža (mehanika)|ravnotežnoga]] položaja; [[energija]] valova to je veća što je veća [[amplituda]] titranja, a izvor valova svako je [[Tijelo (fizika)|tijelo]] koje titra (na primjer izvor zvuka može biti [[žica]] [[Glazbala|glazbenog instrumenta]]). Valovi su širenje poremećaja kojim se prenosi energija kroz medij, a da se medij kao cjelina ne pomiče. Pri širenju vala čestice sredstva ostaju na svojim mjestima i [[titranje|titraju]] oko ravnotežnog položaja, širi se samo stanje titranja odnosno prenosi se [[energija]] izvora vala.

=== Elektromagnetski valovi ===
{{Glavni|Elektromagnetsko zračenje}}

'''Elektromagnetski valovi''' (na primjer [[svjetlost]]) prenose se [[titranje]]m [[Električno polje|električnoga]] i [[magnetsko polje|magnetskoga polja]] u propusnom mediju (može biti i [[vakuum]]). [[Energija]] valova to je veća što je veća [[frekvencija]], a izvori su promjenljiva [[Elektromagnetsko polje|elektromagnetska polja]] (na primjer izvor [[Radio valovi|radio valova]] je [[antena]]) i pobuđeni [[atom]]i. Prigušenje valova posljedica je pretvorbe energije valova u druge oblike (na primjer u [[toplina|toplinu]]). Prema načinu širenja i ovisno o izvoru, valovi mogu biti ravni ili kuglasti, jednodimenzionalni, dvodimenzionalni i trodimenzionalni.

Prema načinu širenja, valovi se mogu podijeliti na longitudinalne, koji se šire titranjem čestica u pravcu širenja vala (na primjer [[ultrazvuk]]), i transverzalne, koji se šire titranjem okomitim na smjer širenja vala (na primjer [[radio valovi]]). Valovi na površini vode kombinacija su longitudinalnih i transverzalnih valova. Transverzalni valovi mogu biti [[polarizacija|polarizirani]], to jest čestice koje ih prenose ili električno i magnetsko polje mogu titrati izraženije u nekoj ravnini.

=== Harmonijski val ===
{{Glavni|Harmonijsko titranje}}

Val kod kojeg se iznos poremećaja mijenja prema [[trigonometrija|trigonometrijskoj funkciji]] [[sinus]] naziva se '''harmonijski val'''. Svi drugi oblici valova se mogu prikazati kao zbroj harmonijskih valova različitih amplituda i frekvencija, i ti zbrajani valovi se nazivaju ''harmonici'' ili ''harmonički članovi''. U prirodi možemo naći približno harmonijske valove, poput [[Njihalo|ǌihaǌa klatna]].

=== Površinski i prostorni valovi ===
Valovi koji se šire po [[površina|površini]] vode zovu se površinski valovi. Valovi zvuka koji se šire od svog izvora u obliku promjena [[gustoća|gustoće]] zraka su prostorni valovi. Oni se šire u prostor uzduž pravca - [[polumjer]]a povučenog od izvora vala, to jest pravocrtno. Od izvora titranja širi se energija titranja radijalno u zrakama na sve strane. Kažemo da izvor energije titranja zrači ili emitira energiju titranja u obliku prostornih valova. Ploha koja spaja sve točke do kojih je stigao val u isto vrijeme zove se fronta vala. Kod površinskih valova je fronta vala [[kružnica]], a kod prostornih [[kugla]]. Dio fronte prostornog vala možemo kod velike udaljenosti od izvora smatrati ravninom. To su onda ravni valovi, na primjer valovi svjetlosti koji dolaze od dalekog izvora. Zrake ravnih valova su paralelni pravci. U obliku valova širi se u prostor energija [[zvuk]]a, toplinska, svjetlosna i elektromagnetska energija.

=== Stojni valovi ===
{{Glavni|Stojni val}}

'''Stojni valovi''' su valovi koji nastaju superpozicijom (zbrajanjem) dvaju valova jednake amplitude i frekvencije. Opisuje ih jednadžba:

:<math>y = 2 \cdot A \cdot \cos \left(\frac {2 \cdot \pi}{\lambda} \cdot x\right) \cdot \cos\left(\frac {2 \cdot \pi}{T} \cdot t\right)\,</math>

gdje su: ''A'' - amplituda, ''λ'' - valna duljina, ''T'' - period vala, ''t'' - vrijeme. Raspored elongacija (y) je sinusoidni, no valne fronte ne putuju, tako da je amplituda pojedinih čestica različita i ovisna o mjestu (x). Na mjestima na kojima je amplituda jednaka nuli nalaze se čvorovi, a gdje je maksimalna trbusi. Stojni valovi važni su u [[akustika|akustici]] ([[titranje]] žice, titranje stupa zraka u glazbenom instrumentima, akustika prostorije), gdje osim poželjnih mogu imati i neželjene posljedice, kao što je povećanje [[Buka|buke]].<ref>'''stojni valovi''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=58219] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>

=== Valovi tvari ===
'''Valovi tvari''' [[Kvantna mehanika|kvantnomehanički]] su valovi iznimno kratkih valnih duljina koji se uočavaju jedino u ekstremnim uvjetima [[pokus]]a kada tvar uz čestična pokazuje i valna svojstva ([[Dualizam (fizika)|dualizam]]). Prema teoriji [[Louis de Broglie|L. de Brogliea]], valna duljina tvari:

:<math>\lambda = \frac{h}{p} = \frac {h}{\gamma \cdot m \cdot v} = \frac {h}{m \cdot v} \cdot \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}</math>

gdje je: ''λ'' - čestična [[valna duljina]], ''h'' - [[Planckova konstanta]], ''p'' - [[impuls sile]] čestice ([[količina gibanja]]), ''m'' - [[masa]] mirovanja čestice, ''v'' - [[brzina]] čestice, ''γ'' - [[Lorentzov faktor]] i ''c'' - [[brzina svjetlosti]] u [[vakuum]]u. Što je veći impuls čestice ili količina gibanja, tim je kraća njena valna duljina. Tako se na primjer nakon prolaska elektrona kroz kristalnu rešetku na fluorescentnom zaslonu može vidjeti interferencijska slika njihova ogiba, što se primjenjuje na primjer u [[Elektronski mikroskop|elektronskom mikroskopu]].

=== Gravitacijski valovi ===
{{Glavni|Gravitacijski valovi}}

'''Gravitacijski valovi''' ili '''gravitacijsko zračenje''' je poremećaj [[gravitacijsko polje|gravitacijskog polja]], širi se poput valova. Javlja se kod [[ubrzanje|ubrzanja]] [[masa]]: [[eksplozija]] [[supernova|supernovih]], obilaženja [[zvijezda]] u bliskome [[Dvojna zvijezda|dvojnom sustavu]] i slično. Kod nekih [[Dvojna zvijezda|dvojnih zvijezda]] utvrđeno je da smanjenje ukupne [[Orbitalna brzina|orbitalne]] energije odgovara [[energija|energiji]] koju odnose valovi.<ref>'''gravitacijski valovi (gravitacijsko zračenje)''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=23176] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>

Od [[Fundamentalne interakcije|četiriju poznatih osnovnih sila u prirodi]], [[gravitacija]] je najslabija pa je u području [[atom]]a i [[molekula]] potpuno zanemariva prema [[Elektromagnetska sila|elektromagnetskim]] i [[Jaka nuklearna sila|nuklearnim silama]]. U [[svemir]]skim veličinama, gdje međusobno djeluju velike nakupine masa, [[Međuzvjezdana tvar|međuzvjezdani plinovi]], [[zvijezde]], [[galaktike]], gravitacija igra važnu ulogu. [[Astronomija|Astronomska]] otkrića [[pulsar]]a i [[kvazar]]a i teorije o razvoju zvijezda stavljaju teoriju gravitacije pred nove probleme, kao što su pitanje stalnosti [[Gravitacijska konstanta|gravitacijske konstante]] tijekom [[Vrijeme (fizika)|vremena]], mehanizam gravitacijskoga kolapsa koji uzrokuje energetsku degeneraciju zvijezda. Kod gravitacijskoga kolapsa, sile zvjezdane gravitacije posve nadjačaju sile [[Tlak elektromagnetskog zračenja|pritiska zračenja]] i zvijezda se sve više komprimira. Nakon porasta gravitacije iznad neke veličine, zvijezda postane za promatrača nevidljiva ([[crna rupa]]), jer [[kvant]]i [[zračenje|zračenja]] više ne mogu napustiti zvijezdu. Za objašnjenje tih pojava može se pokazati nužnim da se u gravitacijskoj teoriji provede kvantizacija ([[kvantna mehanika]]). [[Energija]] gravitacijskoga polja bila bi kvantizirana i širila bi se kroz polje u gravitacijskim valovima. Kvant gravitacijskoga polja zove se [[graviton]].<ref>'''gravitacija''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=23172] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>

==Izvori==
{{izvori}}

== Poveznice ==
* [[Elektromagnetski valovi]]
* [[Gibanje valova]]
* [[Mehanički valovi]]
* [[Širenje valova]]

== Vanjske poveznice ==
{{commons|Wave}}

[[Kategorija:Titranja i valovi]]

Val - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica