Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

FYSIIKKA > FY05 KPL 6-14 > Flashcards

FY05 KPL 6-14 Flashcards

1
Q

jousivakio

A

kuvaa jousen jäykkyyttä. arvo sitä suurempi, mitä jäykempi jousi on. yksikkö N/m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

harmoninen voima

A

kappaleeseen kohdistuvaa voima, joka suuntautuu aina kappaleen tasapainoasemaa kohti ja on suoraan verrannollinen tasapainoasemasta mitattuun etäisyyteen. esim. jousivoima

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

jousivoima

A

voima, jolla kappale, kuten jousi, vastustaa venyttämistään ja kokoonpuristamistaan. F=-kx. vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan kuin jousta venyttävä tai puristava voima. ei ole vakiovoima, sillä sen suuruus riippuu siitä, kuinka suuri on kappaleen poikkeama tasapainoasemaansa nähden.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

milloin palauttava voima ei enää välttämättä ole harmoninen?

A

Jos poikkeama tasapainoasemasta kasvaa suureksi. Esimerkiksi kumilenkin tai pitkäksi venytetyn jousen mikroskooppinen rakenne voi muuttua, jolloin sen aiheuttaman voiman luonne muuttuu. Jousi ei silloin välttämättä enää palaudu alkuperäiseen mittaansa tai se voi katketa.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

värähtely

A

tasapainoaseman ympärillä tapahtuva kappaleen liike, jossa samat vaiheet toistuvat säännöllisin aikavälein. jaksollista liikettä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

harmoninen värähdysliike

A

Mitä pienempi on liikkeen laajuus (amplitudi), sitä paremmin harmoninen värähtelijä mallintaa liikettä. Harmoninen värähtelijä värähtelee liikkeen laajuudesta riippumatta samalla taajuudella. Harmoninen kokonaisvoima synnyttää harmonisen värähdysliikkeen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

värähtelyn tasapainoasema

A

ääriasemien puolessa välissä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

amplitudi

A

värähtelijän suurin poikkeama tasapainoasemasta

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

jakso

A

yksi värähdys. värähtelijän liike esimerkiksi ääriasemasta toiseen ja takaisin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

jaksonaika

A

yhteen värähdykseen kulunut aika

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

vaihe

A

Jaksollisessa liikkeessä säännöllisesti toistuvaa liiketila. jaksonajan välein värähtelijät ovat samassa vaiheessa. Puolen jaksonajan välein värähtelijät ovat vastakkaisessa vaiheessa.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

taajuus

A

värähdysten lukumäärä sekunnissa. jaksonajan käänteisluku

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

milloin jousen varassa värähtelevän kappaleen liikettä voidaan mallintaa harmonisena värähtelynä?

A

kun jousi on kevyt, värähtelyn amplitudi pieni sekä kappaleen massa on pieni. Myös heilurin liikettä voidaan mallintaa harmonisena liikkeenä, kun heilurin lanka on ohut, punnus kevyt sekä poikkeutuskulma pieni; pienillä heilahduskulmilla palauttava voima on likimain harmoninen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Harmonisessa värähdysliikkeessä olevan, hyvin kevyen jousen varassa värähtelevän kappaleen jaksonaika

A

T=2pi*sqrt(m/k) m=kappaleen massa, k=jousen jousivakio

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

heilurin heilahdusaika, kun heilurin poikkeutuskulma on pieni ja punnus kevyt

A

T=2pi*sqrt(l/g) l= heilurin langan pituus, g= putoamiskiihtyvyys

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

riippuuko jaksonaika värähtelyn amplitudista harmonisesta värähdysliikkeessä?

A

ei

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

vaimeneva värähtely

A

Jos systeemi ei ole eristetty, värähtelyn amplitudi pienenee ajan kuluessa. Tällaista värähtelyä sanotaan vaimenevaksi värähtelyksi.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

mistä värähtelyn vaimeneminen johtuu?

A

Vaimeneminen aiheutuu värähtelijään vaikuttavista vastusvoimista (esimerkiksi ilmanvastus, kitka heilurin nivelessä), joiden takia osa värähtelijän mekaanisesta energiasta muuntuu värähtelijän ja ympäristön sisäenergiaksi.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

värähtelijän nopeus ja kiihtyvyys tasapainoaseman kohdalla

A

nopeus suurin, kiihtyvyys nolla

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

värähtelijän nopeus ja kiihtyvyys ääriasemissa

A

nopeus nolla, kiihtyvyys suurin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

ominaistaajuus

A

luontainen värähtelytaajuus. se taajuus, jolla tasapainosta poikkeutettu värähtelijä värähtelee päästessään värähtelemään vapaasti.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

milloin resonanssi syntyy?

A

kun siihen vaikuttaa jaksollinen voima, jonka taajuus on sama tai lähes sama kuin sauvan ominaistaajuus.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

mitä tapahtuu, jos kappaleeseen vaikuttavaa ulkoista voimaa ylläpidetään?

A

värähtelyn amplitudi kasvaa. Ilman värähtelyä vaimentavia tekijöitä kuten kitkaa ja väliaineen vastusta resonanssivärähtelyn amplitudi kasvaisi rajatta. Resonanssin takia värähtelijä voi myös muuttua rakenteeltaan tai jopa rikkoutua. Tällöin sen ominaistaajuus muuttuu, eikä se enää värähtele resonanssissa.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

jousivoima ja potentiaalienergia

A

Jousivoima on konservatiivinen voima eli jousivoima voi varastoida energiaa. Tehty työ varastoituu jousen potentiaalienergiaksi. Jouseen varastoitunut energia voidaan vapauttaa, joka ilmenee esimerkiksi siten, että jousen avulla voidaan siirtää kappaletta.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

värähtelijän energia liikkeen ääriasennoissa

A

liikkeen ääriasennoissa värähtelijän energia on varastoituneena jousen potentiaalienergiaksi, joka muuntuu värähtelijän liike-energiaksi. Ääriasennoissa värähtelijällä on vain potentiaalienergiaa, ja niissä kappaleen hetkellinen nopeus on nolla.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

värähtelijän energia tasapainoaseman kohdalla

A

Jousen tasapainoaseman kohdalla jouseen kiinnitetyn kappaleen energia on liike-energiaa ja nopeus suurin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

jousivoiman tekemän työn määrittäminen

A

Jousivoiman tekemä työ saadaan x,F-koordinaatistosta fysikaalisena pinta-alana. Tällöin jousivoiman tekemä työ on negatiivinen eli W= -1/2kx^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

jousivoimaa vastaan tehdyn työn määrittäminen

A

jousivoimaa vastaan tehty työ on yhtä suuri, mutta positiivinen eli W=1/2kx^2. Työtä vastaava määrä energiaa varastoituu jousen potentiaalienergiaksi.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

venytetyn jousen potentiaalienergia

A

Jos jousen lepopituutta vastaava potentiaalienergia on 0, venytetyn jousen potentiaalienergia on E_p=1/2kx^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

harmoninen värähdysliike ja energian muuntuminen

A

Värähtelyssä potentiaalienergian ja liike-energian muuntuminen tapahtuu jaksollisesti

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

harmonisen värähtelijän mekaaninen energia

A

Harmonisen värähtelijän muodostama systeemi koostuu värähtelevästä kappaleesta ja jousesta. Mekaaninen energia on kappaleen liike-energiaa ja jousen potentiaalienergiaa. Jos liikevastukset ovat pienet, systeemiä voidaan mallintaa eristettynä. Kun kappale liikkuu harmonisen voiman vaikutuksen alaisena, sen mekaaninen kokonaisenergia säilyy, koska harmoninen voima on konservatiivinen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
32
Q

Harmonisen värähtelijän kokonaisenergia etäisyydellä x tasapainoasemasta

A

E=E_k+E_p=1/2mv^2x+1/2kx^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
33
Q

värähtelijän kokonaisenergia ääriasennossa

A

sama kuin jousen potentiaalienergia kohdassa x=A.
1/2kA^2=1/2mv^2x+1/2kx^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
34
Q

riippuuko pulssin etenemisnopeus pulssin muodosta tai tai koosta?

A

ei

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
35
Q

poikittainen aaltoliike

A

värähtelyt tapahtuvat poikittain (kohtisuorasti) aallon etenemissuuntaa vastaan. kierrejousen osaset ovat sidoksissa toisiinsa ja mahdollistavat aallon etenemisen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
36
Q

pitkittäinen aaltoliike

A

värähtelyt tapahtuvat aallon etenemissuunnassa. jousessa aalto etenee tihentyminä ja harventumina.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
37
Q

mekaaninen aaltoliike

A

Aaltoliike, joka tarvitsee edetäkseen väliaineen. esimerkiksi tutkimuksessa havaittu kierrejousen poikittainen ja pitkittäinen aaltoliike, veteen putoavien vesipisaroiden synnyttämät aallot, maanjäristysaallot sekä ääni. väliaineessa etenevä, jaksoittaisesti toistuva häiriö

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
38
Q

häiriö

A

aineen rakenneosasten heilahtelu tasapainoasemansa ympärillä. Aineen rakenneosasten voidaan ajatella olevan erillisiä värähtelijöitä, ja häiriö etenee rakenneosasesta toiseen rakenneosasten keskinäisten vuorovaikutusten seurauksena.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
39
Q

pulssi

A

aineessa, kuten vedessä, maankuoressa tai jousessa, etenevä yksittäinen häiriö

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
40
Q

mihin perustuu aallon eteneminen nesteissä ja kaasuissa?

A

Nesteissä ja kaasuissa aaltojen eteneminen perustuu mm. rakenneosasten välisiin kimmoisiin törmäyksiin.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
41
Q

miksi kiinteissä aineissa aalto voi edetä nopeasti?

A

rakenneosasten väliset sidokset ovat lujia ja sidosvoimat suuria, jolloin rakenneosaset reagoivat nopeasti toistensa liikkeisiin.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
42
Q

siirtyykö ainetta aallon mukana?

A

ei. Aallon mukana siirtyy energiaa, mutta itse aine ei etene, koska rakenneosaset vain värähtelevät tasapainoasemansa ympärillä. Energia on peräisin häiriön aiheuttajasta, esimerkiksi jousta heiluttavasta kädestä. Mekaanisten aaltojen – esimerkiksi veden aaltojen ja ääniaaltojen – mukana siirtyvä energia ilmenee aineen rakenneosasten värähtelyjen liike-energiana. Mekaanisessa aaltoliikkeessä aine ei etene

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
43
Q

vaihe (aaltoliike)

A

kertoo, missä tilanteessa värähtelijä on, eli mikä on värähtelijän paikka ja mikä on sen liikkeen suunta. Jaksonajan T välein värähtelijät ovat samassa vaiheessa. Tällöin värähtelijä liikkuu aina samaan suuntaan samalla nopeudella. Puolen jaksonajan välein värähtelijät ovat vastakkaisessa vaiheessa. Vaihe-ero on kahden värähtelijän matkaero, joka ilmaistaan usein jaksonajan T tai aallonpituuden λ avulla

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
44
Q

aallonpituus

A

Kahden peräkkäisen, samanvaiheisen värähtelijän välimatka. poikittaisessa aaltoliikkeessä on esimerkiksi kahden huipun tai kahden aallonpohjan välinen etäisyys, pitkittäisessä aaltoliikkeessä kahden peräkkäisen tiivistymän tai kahden peräkkäisen harventuman välimatka. Aallon lähde ja väliaine määräävät aallonpituuden.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
45
Q

jaksonaika (aaltoliike)

A

yhteen värähdysjaksoon kulunut aika. Tänä aikana aalto etenee yhden aallonpituuden mittaisen matkan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
46
Q

taajuus (aaltoliike)

A

jaksojen määrä sekunnissa ja jaksonajan käänteisarvo. Värähtelevä aallon lähde eli häiriön aiheuttaja määrää aaltoliikkeen taajuuden ja samalla jaksonajan.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
47
Q

amplitudi (aaltoliike)

A

aallon suurin poikkeama tasapainoasemasta

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
48
Q

siniaalto

A

Aaltoliikettä voidaan tarkastella joko paikan tai ajan funktiona. Paikan funktiona esitetty aaltoliike voidaan ajatella olevan pysäytetty kuva liikkeestä. Ajan funktiona esitetty kuvaaja kuvaa yhden värähtelijän sijaintia eri ajan hetkillä. Aaltoliikkeen perusmuoto on sinikäyrän muotoinen aalto eli siniaalto. Harmonisen voiman synnyttämä aaltoliike on sinikäyrän muotoista. Siniaallon avulla voidaan mallintaa monia luonnossa esiintyviä aaltoliikkeitä, kuten ääntä ja valoa.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
49
Q

värähtelijöiden poikkeama tasapainoasemasta ajan funktiona

A

Aallon edetessä väliainehiukkaset värähtelevät harmonisesti siten, että niillä on sama taajuus ja jaksonaika. Hiukkasten poikkeamaa tasapainoasemistaan voidaan mallintaa siniaallolla, joka etenee väliaineessa väliaineelle ominaisella nopeudella.
y(x)= A sin(2pix/lambda) voidaan kuvata värähtelijöiden poikkeamaa tasapainoasemastaan paikan funktiona

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
50
Q

aaltoliikkeen perusyhtälö

A

v=f*lambda. voimassa kaikille aalloille

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
51
Q

mikä määrää aallon nopeuden?

A

väliaine

52
Q

pistemäisen aallonlähteen aikaansaamat aallot

A

synnyttää veteen aaltoliikkeen, joka etenee vedenpinnalla rengaskuvioina.

53
Q

miten syntyy tasoaaltoja?

A

värähtelijänä on levy tai suora tela, veden pinnalle syntyy tasoaaltoja, joissa aallonharjat ja -pohjat ovat samalla suoralla

54
Q

aaltorintama

A

Veden molekyylit muodostavat värähtelijöiden systeemin, jossa molekyyli saa toisen molekyylin värähtelemään ja tämä puolestaan seuraavan jne. ja tuloksena on etenevä aalto. Samassa vaiheessa olevat vierekkäiset aallon osat muodostavat aaltorintaman.

55
Q

miten aaltorintamia kuvataan, kun aaltoja mallinnetaan graafisesti?

A

aaltorintamat kuvataan suorina tai kaarevina viivoina tilanteen mukaan. Aaltorintama on aina kohtisuorassa aallon etenemissuuntaa vastaan. Aaltorintamaa kuvaava viiva piirretään usein aallonharjan kohdalle.
Aaltoliike on useimmiten kolmiulotteista. Kolmiulotteisessa aaltoliikkeessä aallot leviävät pistemäisestä aaltolähteestä pallorintamina kaikkiin suuntiin.

56
Q

millaisia kaukana pistemäisestä aaltolähteestä olevat palloaallon osat ovat?

A

Kaukana pistemäisestä aaltolähteestä palloaallon osat ovat miltei tasoaaltoja eli tasoja, jotka ovat kohtisuorassa etenemissuuntaa vasten. Niitä voidaan mallintaa tasoaaltoina.

57
Q

eteneekö vesi aallon mukana?

A

Veden pinta-aalloissa vesimolekyylit liikkuvat tasapainoasemansa ympärillä ympyrä- tai ellipsirataa pitkin. Aalto etenee vedenpinnassa, mutta itse vesi ei etene.

58
Q

miten aaltojen etenemistä mallinnetaan?

A

Kaukana aaltolähteestä aaltojen ajatellaan etenevän tasoaaltoina, eli pientä aaltorintaman osaa voidaan mallintaa tasoaaltona. Aaltojen etenemistä mallinnetaan säteillä, jotka osoittavat aaltorintaman etenemissuunnan. Säde on kohtisuorassa aaltorintamaa vastaan. Sädemallia käytetään, kun mallinnetaan aaltojen etenemistä, heijastumista ja taittumista.

59
Q

tulokulma

A

aaltorintaman tulosuunnan ja pinnan normaalin välinen kulma

60
Q

heijastuskulma

A

heijastussuunnan ja pinnan normaalin välinen kulma

61
Q

aaltojen heijastumislaki

A

Kun vinosti rajapintaan tuleva tasoaalto heijastuu rajapinnasta, heijastuskulma on yhtä suuri kuin tulokulma. Pinnan normaali sekä tuleva säde ja heijastunut säde ovat samassa tasossa.

62
Q

taittuminen

A

Aaltoliikkeen suunnan (ja aallonpituuden) muuttumista rajapinnassa sanotaan taittumiseksi. Veden aaltoliikkeelle rajapinta on veden syvyyden muutos.

63
Q

mistä veden pinta-aaltojen nopeus ja aallonpituus riippuvat?

A

veden syvyydestä

64
Q

mitä tasoaallolle tapahtuu, kun se tulee syvästä vedestä matalampaan?

A

suunta kääntyy normaaliin päin

65
Q

mitä tasoaallolle tapahtuu, kun se tulee matalasta vedestä syvempään?

A

suunta kääntyy normaalista poispäin

66
Q

mitä tapahtuu kun aaltoliike etenee väliaineesta toiseen?

A

se ylittää rajapinnan. Siinä tapahtuu aina sekä heijastuminen että taittuminen ellei kyseessä ole kokonaisheijastuminen. Kun aaltoliike kohtaa rajapinnan ja taittuu, aallon aallonpituus ja nopeus muuttuvat, samoin suunta.

67
Q

aalto-opillisesti tiheämpi aine

A

Rajapinnan aineista se, jossa aallon etenemisnopeus on pienempi. Toista ainetta sanotaan aalto-opillisesti harvemmaksi aineeksi. Äänelle vesi on aalto-opillisesti harvempi aine kuin ilma.

68
Q

miten aaltojen etenemisnopeuden muuttuminen rajapinnan ylityksessä vaikuttaa aallonpituuteen ja aaltojen taittumiseen?

A
  • jos nopeus pienenee (v2 < v1), aallot taittuvat normaaliin päin ja aallonpituus pienenee
  • jos nopeus kasvaa (v2 > v1), aallot taittuvat normaalista poispäin ja aallonpituus kasvaa.
69
Q

aaltojen nopeuksien suhde

A

taitesuhde n_12. Koska aallon nopeus riippuu aineesta, taitesuhde on aineparille ominainen vakio. Veden aaltoilulle aineparia vastaavat veden eri syvyydet.

70
Q

muuttuuko taajuus aallon taittuessa?

A

Kun aalto taittuu, taajuus f ei muutu, koska aaltoliikkeen taajuus riippuu vain aallon lähteestä.

71
Q

taittumislaki

A

Aaltojen taittuessa aallon tulokulman ja taitekulman sinien suhde on sama kuin aaltojen nopeuksien suhde aineissa eli
sin alpha/sin beeta= v_1/v_2=lambda_1/lambda_2

72
Q

kokonaisheijastumisen rajakulma

A

Tietyllä tulokulman arvolla aalto ei pääse taittumaan lainkaan toiseen aineeseen. Tätä tulokulmaa nimitetään kokonaisheijastumisen rajakulmaksi αr. Tätä kulmaa suuremmilla tulokulmilla aalto aina kokonaisheijastuu.

73
Q

aaltojen taittumislaki kokonaisheijastumisen tapauksessa

A

Kun aalto kokonaisheijastuu, taitekulma α2 = 90°. Tällöin aaltojen taittumislaki saa muodon sin alpha_r=v_1/v_2

74
Q

milloin kokonaisheijastuminen voi tapahtua?

A

vain rajapinnassa, jossa aallon nopeus kasvaa eli aalto tulee aalto-opillisesti tiheämmästä aineesta aalto-opillisesti harvempaan aineeseen. Vastaava ilmiö on mahdollinen kaikille aaltoliikkeille. Kokonaisheijastunut aalto noudattaa heijastumislakia.

75
Q

milloin aallot vahvistavat toisiaan?

A

kohdissa, joissa niiden poikkeamat tasapainoasemastaan ovat samansuuntaiset. kun eri värähtelijöistä lähteneet aaltojen huiput kohtaavat toisensa, samoin aaltojen pohjat kohtaavat toisensa eli aallot kohtaavat toisensa samassa vaiheessa. Tällöin aallot vahvistavat toisiaan maksimaalisesti eli syntyvät korkeimmat aallonharjat ja syvimmät aallonpohjat.

76
Q

milloin aallot heikentävät toisiaan?

A

kohdissa, joissa poikkeamat ovat vastakkaissuuntaiset. toisesta värähtelijästä lähteneet aaltojen huiput kohtaavat toisesta värähtelijästä lähteneet aaltojen pohjat. Aallot kohtaavat toisensa vastakkaisessa vaiheessa. Tällöin yhtä voimakkaat aallot kumoavat toisensa.

77
Q

interferenssi

A

aaltojen yhteisvaikutus. sen tuloksena syntyvä summa-aalto on interferenssiaalto. Interferenssi on tunnusomainen ilmiö kaikille aalloille.

78
Q

superpositioperiaate

A

selittää interferenssin synnyn yksittäisten aaltojen avulla. Sen mukaan kukin aaltoliike tapahtuu itsenäisesti, ikään kuin muita aaltoliikkeitä ei olisikaan. jokainen aaltorintaman piste voidaan tulkita uuden alkeisaallon lähteeksi, josta aallot leviävät joka suuntaan aallon etenemisnopeudella. Uusi aaltorintama syntyy, kun alkeisaallot interferoivat. Aaltojen yhteisvaikutus eli summa-aalto saadaan laskemalla yhteen poikkeamat yksittäisissä aalloissa, kun niiden suunnat huomioidaan. Kohdattuaan toisensa aallot etenevät oman liikkeensä ja muotonsa säilyttäen.

79
Q

kahden aallon vaiheet

A

Kaksi aallon värähtelijää, joiden etäisyys etenemissuunnassa on aallonpituuden
- monikerta, ovat samassa vaiheessa
- puolikkaan pariton monikerta, ovat vastakkaisessa vaiheessa.

80
Q

aaltojen interferenssiehdot

A

interferoivat aallot vahvistavat toisiaan eniten silloin, kun niiden matkaero on x = nλ, jossa n = 0, 1, 2, 3, … .
Interferoivat aallot heikentävät toisiaan eniten silloin, kun niiden matkaero on
n+1/2\lambda, jossa n on 0,1,2,3..

81
Q

vahvistava interferenssi

A

konstruktiivinen interferenssi

82
Q

heikentävä interferenssi

A

destruktiivinen interferenssi

83
Q

diffraktio

A

aaltojen taipuminen. Esteen kohdatessaan aaltoliike voi poiketa alkuperäisestä suunnastaan. Esteen tai kapean raon aiheuttamaa aallon hajaantumista sanotaan aaltojen taipumiseksi eli diffraktioksi. Diffraktiossa raon tai esteen reunan kohdalla värähtelijöinä olevat väliaineen rakenneosaset lähettävät palloaaltoja raon tai esteen reunojen taakse. Näistä Huygensin periaatteen mukaisista alkeisaaltolähteistä lähtevät aallot interferoivat ja synnyttävät raon taakse lähes ympyränmuotoisia aaltorintamia. Aallon diffraktoituminen raon tai esteen taakse riippuu mm. aallon aallonpituudesta sekä aallonpituuden ja raon leveyden suhteesta.

84
Q

seisova aaltoliike

A

syntyy vastakkaisiin suuntiin liikkuvien samanlaisten aaltojen interferoidessa. Interferenssi on voimakkain, kun aallot ovat samassa vaiheessa. Kun aallot ovat vastakkaisessa vaiheessa, aaltoliikkeen värähtelijöiden poikkeama tasapainoasemasta on kaikkialla nolla. Kun kierrejousen vapaata päätä heilutetaan poikittaisesti, jouseen syntyy eteneviä aaltoja. Kun aalto heijastuu jousen seinään kiinnitetystä päästä, jouseen syntyy aalto, joka ei etene. ei kuljeta energiaa

85
Q

solmu

A

paikallaan pysyvä kohta seisovassa aallossa. Niissä vastakkaisiin suuntiin etenevien aaltojen interferenssi on koko ajan heikentävä.

86
Q

kupu

A

solmujen välissä. värähtely on kaikkein voimakkainta. Vierekkäiset kuvut ovat puolen aallonpituuden päässä toisistaan, samoin solmut.

87
Q

verhokäyrä

A

Ääriasemassa olevien värähtelijöiden muodostamaa käyrää sanotaan verhokäyräksi.

88
Q

ominaisvärähtelytaajuudet

A

Värähtelevällä jännitetyllä kielellä on useita ominaisvärähtelytaajuuksia. alin mahdollinen värähtelytaajuus on perusvärähtely, sitten 1. ylävärähtely jne.

89
Q

mitä kupujen määrän lisääntyessä tapahtuu?

A

värähtelyn taajuus kasvaa

90
Q

värähtelyt ja kielisoittimet

A

Kielen soidessa kuulemme kaikkia kielen ominaistaajuuksia ja niillä on vaikutusta äänen väriin, eli siihen, miltä sointi kuulostaa. Kaikissa kielisoittimissa, kuten kitarassa, viulussa, pianossa ja kanteleessa, musiikki perustuu kielissä värähteleviin seisoviin aaltoihin. Jännitettyä kieltä kuten kitaran kieltä kiristettäessä kielen pituus ei muutu, mutta kieli tulee jäykemmäksi. Tällöin kielen värähtelyn taajuus kasvaa.

91
Q

harmoninen sarja

A

Värähtelijän perustaajuus ja sen monikerrat muodostavat harmonisen sarjan.

92
Q

värähtely molemmista päistä kiinnitetyssä kielessä

A
  • Perusvärähtelyssä kielen päissä on solmut ja keskellä kupu
  • Perusvärähtelyssä ja ylävärähtelyissä solmuja on aina yksi enemmän kuin kupuja.
93
Q

jännitetyn kielen ominaistaajuudet

A

fn = n · f1, jossa f1 on värähtelyn perustaajuus ja n saa arvot n = 1, 2, 3, 4, …

94
Q

poikittainen seisova aalto sauvassa

A

Metalliseen savupiippuun tai lipputankoon voi syntyä seisova aalto niiden alkaessa heilua kovassa tuulessa. Tangon alapää on kiinni maassa, joten siinä on solmu ja vapaasti heilahtelevassa yläpäässä kupu. Esimerkiksi lipputangossa etenevää aaltoa voi mallintaa siniaallon avulla, vaikka tangon päästä heijastuva aalto ei olekaan täysin sinimuotoinen. Perusvärähtely sauvassa, sauvan pituus on neljäsosa aallonpituudesta. Ensimmäinen ylävärähtely, sauvan pituus on kolme neljäsosaa aallonpituudesta.

95
Q

kaksiulotteinen seisova aalto

A

Kaksiulotteisia seisovia aaltoja voi syntyä esimerkiksi nesteiden pinnalle, levyihin ja jännitetyille kalvoille.

96
Q

ääniaalto

A

Värähtelevä kappale (äänen lähde) synnyttää ilmaan tai muuhun väliaineeseen pitkittäisiä paineaaltoja. Ihminen aistii tietyn taajuiset ilmassa liikkuvat paineaallot ääninä. Ääniaalto muodostuu väliaineen molekyylien värähdellessä äänen etenemissuunnassa tasapainoasemiensa ympärillä. Ääni voi syntyä myös siten, että ilman virtaus saa rajatussa tilassa olevan ilman värähtelemään. Etenevät ääniaallot kuljettavat energiaa, kuten muutkin aallot.

97
Q

mistä ääniaalto koostuu?

A

Ilmassa etenevä ääniaalto koostuu vuorottelevista ilman tihentymistä ja harventumista. Tihentymien kohdalla on paikallinen ylipaine ja harventumien kohdalla paikallinen alipaine. Ääniaallot koostuvat väliaineen jaksollisesti toistuvista painevaihteluista.

98
Q

äänenpaine

A

ääniaallon aiheuttaman hetkellisen paineen ja vallitsevan paineen erotus. Ääneen liittyvät painevaihtelut ovat usein millipascalin (mPa) suuruusluokkaa.

99
Q

mitkä asiat vaikuttavat ihmisen äänen aistimukseen?

A

äänen taajuus eli korkeus, aaltomuoto ja voimakkuus.

100
Q

puheäänen synty

A

puheääni syntyy värähtelevissä äänihuulissa. ne saavat suu- ja nenäonteloissa olevan ilman värähtelemään. Värähtely siirtyy onteloista ympäröivään ilmaan.

101
Q

äänes

A

Puhtaassa sinimuotoisessa ääniaallossa on vain yksi taajuus. Tällaisesta yksinkertaisimmasta ääniaallosta käytetään nimitystä äänes.

102
Q

äänen spektri

A

kuvaa äänen sisältämien äänesten osuutta äänessä. Ääniraudan tuottama ääni on yksitaajuista ja lähes puhdasta siniaaltoa, samoin yksinkertaisimmat sähköisesti tuotetut äänet.

103
Q

Fourier-sarja

A

Jaksollinen funktio kuten ääniraudan värähtelyä mallintava sinifunktio voidaan esittää Fourier-sarjojen avulla. Äänen spektrin määrittäminen onnistuu Fourier-muunnoksen avulla. Se pohjautuu äänitetyn ja digitaaliseen muotoon muunnetun ilmanpaineen vaihtelun mittaamiseen.

104
Q

onko ääniaalloilla kaikki pitkittäisen aaltoliikkeen yleiset ominaisuudet?

A

on. ääni esimerkiksi heijastuu, taittuu, interferoi, absorboituu ja sillä esiintyy diffraktioilmiö. Diffraktio saa ääniaallot leviämään myös esteiden taakse. Sen takia esimerkiksi meluaidat eivät kokonaan estä liikenteen ääniä kuulumasta.

105
Q

kaiku

A

esimerkki äänen heijastumisesta. Se on otettava huomioon esimerkiksi konserttisaleja ja muita esiintymistiloja suunniteltaessa. Jos heijastava pinta on lähellä, kuulomme ei erota kaikua erillisenä äänenä vaan alkuperäisen äänen voimistumisena. Jos heijastava pinta on kaukana, kaiku kuuluu erillisenä äänenä eli kaiku ”vastaa”.

106
Q

miksi rannalla istuvien äänet kantautuvat tyynenä ja selkeänä kesäiltana helposti järven yli?

A

Näin tapahtuu, kun ilma on vedenpinnan lähellä kylmempää kuin hieman ylempänä. Ääni etenee nopeammin lämpimässä ilmassa kuin kylmässä ilmassa. Sen takia ääniaallot taittuvat kylmää ilmaa kohti eli viileän ja lämpimän ilmakerroksen raja-alueelta takaisin kohti vedenpintaa. Jos vedenpintaan saapuvat aallot kokonaisheijastuvat aina veteen osuessaan, ääni kiirii voimakkaana vastarannalle.

107
Q

kokonaisheijastuvatko ääniaallot?

A

joo, kun ne tulevat aalto-opillisesti harvempaan aineeseen, jos ne osuvat rajapintaan riittävän vinosti.

108
Q

mistä äänen nopeus riippuu?

A

väliaineesta ja lämpötilasta. Ääni etenee nopeammin kiinteässä aineessa kuin kaasussa, koska kiinteässä aineessa rakenneosaset ovat vahvemmin vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Kaasuissa, kuten ilmassa, äänen nopeus on suoraan verrannollinen kaasun kelvinlämpötilan neliöjuureen. Äänen nopeus on suurin kiinteissä aineissa ja pienin kaasuissa.

109
Q

äänen nopeus ilmassa lämpötilassa 273,15 K

A

331,4 m/s

110
Q

äänen nopeus lämpötilassa T_2

A

v_2=v_1*sqrt(T_2/T_1)

111
Q

Dopplerin ilmiö

A

Kun äänilähde lähestyy kuulijaa, sen ääni kuuluu alkuperäistä ääntä korkeampana (suurempitaajuisena). Kun äänilähde loittonee kuulijasta, sen ääni kuuluu matalampana (pienempitaajuisena) kuin paikallaan olevan äänilähteen ääni. itse äänilähteen taajuus ei muutu liikkeen vaikutuksesta.

112
Q

havaitsijan havaitseman taajuuden laskeminen, kun äänilähde liikkuu havaitsijan suhteen

A

f=f_0*(v/v plusmiinus v_1)
f_0=äänilähteen taajuus
v= aaltoliikkeen nopeus
v_1= äänilähteen nopeus havaitsijaan nähden
+= havaitsija ja lähde etääntyvät toisistaan
-= havaitsija ja lähde lähestyvät toisiaan.

113
Q

havaitsijan havaitseman taajuuden laskeminen, kun havaitsija liikkuu ja äänilähde on paikallaan

A

f=f_0*(v plusmiinus v_h)/v
+= havaitsija ja lähde etääntyvät toisistaan
-= havaitsija ja lähde lähestyvät toisiaan.

114
Q

pitkittäinen seisova aalto

A

Ääni on pitkittäistä värähtelyä, eli yksittäisten värähtelijöiden paikan poikkeamat ovat saman suuntaisia kuin aallon etenemissuunta. Samoin kuin poikittaiseen seisovaan aaltoon, myös pitkittäiseen seisovaan aaltoon muodostuu kupuja ja solmukohtia. Paineen vaihtelu on suurimmillaan solmukohdissa, koska muut värähtelijät liikkuvat vuoroin poispäin solmukohdasta, vuoroin kohti solmukohtaa.

115
Q

resonaattori

A

laite tai järjestelmä, joka resonoi eli värähtelee luonnostaan tietyillä taajuuksilla suuremmalla amplitudilla kuin toisilla taajuuksilla.

116
Q

puhallinsoittimen toiminta

A

ilma saatetaan värähtelemään ilmavirran ja huulten tai lehdykän avulla. Soittimen sisällä olevassa ilmassa kulkeva aalto heijastuu soittimen päissä ja heijastunut aalto interferoi alkuperäisen aallon kanssa. Soittimen putken pituutta voi usein muuttaa avaamalla tai sulkemalla soittimessa olevia reikiä. Näin soittimeen voidaan muodostaa eri pituisia seisovia aaltoja, jotka värähtelevät eri taajuuksilla (sävelkorkeuksilla).

117
Q

molemmista päistään suljettu tai molemmista päistään avoin putki

A

Molemmista päistään suljettuun tai molemmista päistään avoimeen putkeen voi muodostua seisova aalto kaikilla harmonisen sarjan taajuuksilla. kun molemmat päät ovat avoimia, päät ovat yhteydessä ulkoisen ilmanpaineen kanssa.

118
Q

mitä toisesta päästä avoimesta putkesta täytyy huomioida?

A

putkeen ei voi syntyä 2. harmonista värähtelyä, koska avoimen pään kohdalla ei voi olla solmua. Toisesta päästään suljettuun putkeen voi syntyä seisova aalto vain perustaajuudella f1 ja sen parittomilla monikerroilla 3f1, 5f1 ja niin edelleen.

119
Q

miten seisovien aaltojen aallonpituus määräytyy?

A

putken pituuden ja aallon nopeuden mukaan. Äänen heijastuessa muodostuu seisova ääniaalto, jos aallonpituus on sopiva

120
Q

miten soittimet voidaan erottaa toisistaan niiden tuottaman äänen perusteella, vaikka soitetun perusvärähtelyn taajuus olisi sama?

A

Todellisuudessa soittimessa esiintyy samanaikaisesti myös useita ylävärähtelyitä, jotka summautuvat perusvärähtelyn kanssa. Eri soittimissa eri ylävärähtelyt korostuvat eri tavoin. Soittimen ääni koostuu yleensä useista harmonisista värähtelyistä

121
Q

äänen väri

A

Ylävärähtelyiden intensiteettien suhteet muodostavat äänen värin. Jos äänessä korostuu matalataajuisia ylävärähtelyitä, ääni on tumma. Korkeampien ylävärähtelyiden korostuessa ääni on kirkas. (suhteellinen voimakkuus, taajuus)

122
Q

huojunta

A

Mitä suurempi ero taajuuksien välillä on, sitä nopeammin ääni huojuu. Kahta lähes saman taajuista ääniaaltoa on hankala erottaa toisistaan erillisinä ääninä. Taajuusero ilmenee kuitenkin usein aaltojen interferenssin aiheuttamana äänen voimakkuuden huojuntana. Kun äänilähteet ovat hetkellisesti samassa vaiheessa, aallot interferoivat vahvistavasti ja äänenvoimakkuus kasvaa. Kun lähteet ovat vastakkaisessa vaiheessa, aallot sammuttavat toisensa. äänen voimakkuuden vaihtelu on aaltomaista

123
Q

huojuntataajuus

A

Kahden interferoivan ääniaallon synnyttämän huojunnan taajuus on f = |f1 – f2|, jossa f1 ja f2 ovat alkuperäisten äänien taajuudet.

124
Q

äänen resonanssi

A

Soimaan saatettu äänirauta on mekaaninen värähtelijä, joka saa ympäröivän ilman värähtelemään samalla taajuudella kuin se itse värähtelee. Etenevän ääniaallon aiheuttama ilman paineen vaihtelu värisyttää kappaleita, joihin ääniaallot osuvat. Värähdellessään kappale tuottaa nyt itsekin ääntä. Tällöin kappale on resonanssissa alkuperäisen värähtelijän kanssa. Aallon vastaanottava kappale alkaa värähdellä parhaiten silloin, kun saapuvan ääniaallon taajuus on sama kuin kappaleen ominaistaajuus. energiaa siirtyy värähtelijältä toiselle

125
Q

resonanssi soittimissa

A

Soittimet rakennetaan usein siten, että soittimen värähtelijä resonoi soittimen kaikukopan kanssa. Esimerkiksi kitaran kielten värähtely välittyy kaikukoppaan kielten alla olevan tallan kautta. Värähtely synnyttää kaikukopan ilmatilaan seisovia aaltoja, jotka saavat kaikukopan värähtelemään samalla taajuudella. Koska kaikukopan pinta-ala on kielen pinta-alaa suurempi, kaikukoppa välittää värähtelyn energian nopeammin ilmaan ja voimistaa näin kitaran äänen.

126
Q

kappaleen ominaistaajuudet

A

Kappaleella voi olla useita ominaistaajuuksia. Ne vastaavat niiden seisovien aaltojen taajuuksia, joita kappaleeseen voi syntyä.

FYSIIKKA (10 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions