Seisulaine: erinevus redaktsioonide vahel
Lisasin optika kohta näiteid. Märgised: Veebilink wikipediale Visuaalmuudatus |
Resümee puudub |
||
55. rida: | 55. rida: | ||
=== Nähtav valgus === |
=== Nähtav valgus === |
||
Seisulaineid leidub ka optikas nagu näiteks [[Lainejuhe|lainejuhtides]], [[Optiline resonaator|optilistes resonaatorites]] või [[Interferomeetria|interferomeetrites]]. Kuna nähtava valguse lainepikkus on väga lühike |
Seisulaineid leidub ka optikas, nagu näiteks [[Lainejuhe|lainejuhtides]], [[Optiline resonaator|optilistes resonaatorites]] või [[Interferomeetria|interferomeetrites]]. Kuna nähtava valguse lainepikkus on väga lühike, suurusjärgus 10<sup>−7</sup> m, saab interferomeetritega, seisulainete abil mõõta vahemaid ülisuure täpsusega. |
||
[[Laser|Laseri]] üks tähtsam komponent on optilise resonaator ehk kaks vastamisi paiknevat [[Peegel|peeglit]]. Optilise resonaatori peeglite vahel on võimendav keskkond, näiteks kristall mille [[Elektron|elektronid]] on kõrgematel energiatasemetel. Kui ergastatud elektroniga sarnase energiaga [[valgus]] möödub kõrgema energiaga elektronidest, siirduvad elektronid tagasi madalamale energiatasemele, kiirates selle tulemusena mööduva valgusega [[Koherentsed lained|koherentset]] valgust ning seega võimendades |
[[Laser|Laseri]] üks tähtsam komponent on optilise resonaator ehk kaks vastamisi paiknevat [[Peegel|peeglit]]. Optilise resonaatori peeglite vahel on laseris võimendav keskkond, näiteks kristall mille [[Elektron|elektronid]] on kõrgematel energiatasemetel. Kui ergastatud elektroniga sarnase energiaga [[valgus]] möödub kõrgema energiaga elektronidest, siirduvad elektronid tagasi madalamale energiatasemele, kiirates selle tulemusena mööduva valgusega [[Koherentsed lained|koherentset]] valgust ning seega võimendades mööduvat valgust. Pideva võimenduse saavutamiseks [[Laser#Laserite liigid|pumbatakse]] võimendavas keskkonnas elektrone pidevalt kõrgematele energiatasemetele. Vastamisi paiknevate peeglite tõttu liigub valgus mõlemas suunas, tekitades laserisse seisulaine. Optilise resonaatori üks peegel on poolläbipaistev, võimaldades osal valgusest laserist välja [[Kiirgus|kiirguda]]. |
||
=== Röntgenikiirgus === |
=== Röntgenikiirgus === |
Redaktsioon: 6. juuni 2018, kell 18:40
Seisulaine on laine, mis näiliselt ei liigu. Seisulaine tekib juhul, kui kaks lainet levivad üksteisega vastassuunades. Seisulaine korral võnkumiste energia levikut ei toimu. Seisulaine iga punkt võngub kindla amplituudiga. Punkte, kus amplituud on maksimaalne, nimetatakse seisulaine paisudeks. Punkte, mis ei võngu (amplituud = 0) nimetatakse seisulaine sõlmedeks.
Laineid juhtiva keha otstel paikneb alati seisulaine sõlm. Seetõttu peab keha pikkusele L mahtuma täisarv m poollainepikkusi:
Kui järku tähistav suurus m = 1, on tegemist põhitooniga, kui m > 1, siis vastava ülemheliga.
Seisulaine järgud
Seisulaine järk kasvab, kui kehal pikkusega L hakkavad levima suurema sagedusega ehk lühema lainepikkusega lained. Kõrgemaid järke seisulaineid nimetatakse ülemhelideks. Näiteks instrumentide tämber sõltub ülemhelide arvust ja suhtelisest tugevusest.
Sagedus | Järk | Laine amplituudi kujutamine | Gaasi molekulide liikumine helilaine puhul |
---|---|---|---|
1 × f = 440 Hz | n = 1 | ||
2 × f = 880 Hz | n = 2 | ||
3 × f = 1320 Hz | n = 3 | ||
4 × f = 1760 Hz | n = 4 |
Seisulained looduses
Veelained
Seiš on seisulaine, mis saab tekkida suletud või osaliselt suletud veekogus, nagu järves, veehoidlas, lahes ja nii edasi. Seišilaine tekkimise põhimõte seisneb selles, et mingi välismõju ajel tekkinud lainetus põrkab kaldalt veekogusse tagasi, kus toimub vastassuunaliste lainete liitumine ehk interferents. Enamasti on välismõjudeks tuul, õhurõhk, looded või ka maavärinad.
Helilained
Seisulained tekitavad helisid. Andes metallvardale mehaanilise löögi, hakkavad vardasse tekkima kõik erineva sagedusega võnkumised ning ka kõik erinevat järku seisulained. Sõltuvalt varda kinnihoidmise kohast jäävad võnkuma ainult seisulained, millel on sõlm kinnihoidmise kohas. Need seisulained tekitavad inimkõrvale kuuldava varda helisemise.
Elektroni seisulained
Aatomituuma ümbritsev elektron moodustab ka seisulaine. Elektroni hoiavad kinni tuuma tõmbejõud, ning selle energiatasemed on diskreetsed, kvanditud. Selline elektron sarnaneb otstest kinnitatud pillikeelega, millel saavad tekkida üksnes teatud kindlate, diskreetsete sageduste (ja lainepikkustega) seisulained. Need lubatud sagedused on määratud kvantarvudega 1, 2, 3, ... ja nii edasi.
Nähtav valgus
Seisulaineid leidub ka optikas, nagu näiteks lainejuhtides, optilistes resonaatorites või interferomeetrites. Kuna nähtava valguse lainepikkus on väga lühike, suurusjärgus 10−7 m, saab interferomeetritega, seisulainete abil mõõta vahemaid ülisuure täpsusega.
Laseri üks tähtsam komponent on optilise resonaator ehk kaks vastamisi paiknevat peeglit. Optilise resonaatori peeglite vahel on laseris võimendav keskkond, näiteks kristall mille elektronid on kõrgematel energiatasemetel. Kui ergastatud elektroniga sarnase energiaga valgus möödub kõrgema energiaga elektronidest, siirduvad elektronid tagasi madalamale energiatasemele, kiirates selle tulemusena mööduva valgusega koherentset valgust ning seega võimendades mööduvat valgust. Pideva võimenduse saavutamiseks pumbatakse võimendavas keskkonnas elektrone pidevalt kõrgematele energiatasemetele. Vastamisi paiknevate peeglite tõttu liigub valgus mõlemas suunas, tekitades laserisse seisulaine. Optilise resonaatori üks peegel on poolläbipaistev, võimaldades osal valgusest laserist välja kiirguda.
Röntgenikiirgus
Kahe röntgenikiire liitumisel ehk interferentsil võib tekkida röntgenikiirguse seisulaine. Röntgenkiirguse lühikese lainepikkuse tõttu (alla 1 nanomeetri), saab seda fenomeni kasutada, et teha aatomi suurusjärgus mõõtmisi näiteks materjalide pindade uurimisel. Röntgenkiirguse seisulaine tekib, kui röntgenkiir interfereerub kas monokristalli võrelt difrakteerunud kiirega või röntgenkiirguse jaoks mõeldud peeglilt peegeldunud kiirega. Muutes röntgenkiirguse seisulaine omadusi, muutub pinna aatomite tekitatud röntgenkiirguse fluorestsents või fotoelektronide teke, mille analüüsimise kaudu on võimalik saada infot pooljuhtide lisandite kohta või pindade atomaarse ja molekulaarse adsorbtsiooni kohta.
Pikilainete seisulaine kujutamine helilaine näitel
Helilained on pikilained. Pikilainete seisulainete kujutamisel on alati tähtis märkida, millist suurust tähistatakse y-teljel.
Helilainete puhul on võimalik y-teljel näidata kas gaasi molekuli kaugust tasakaaluasendist või uuritavas punktis olevat rõhku.
Sõltuvalt y-telje valikust on näiteks võimalik, et toru kinnises otsas on ühel graafikul sõlm ja teisel graafikul pais, sest y-teljel olevad suurused võivad olla veerand perioodi nihkes.
Viited
http://www.exo.net/~pauld/summer_institute/summer_day11sound/ringing%20_Al_rod.html. (31.05.18)
http://www.acs.psu.edu/drussell/demos/standingwaves/standingwaves.html. (31.05.18)
https://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic (31.05.18)
https://en.wikipedia.org/wiki/Standing_wave (06.06.18)