Van Tam Tam tot GSM : informatieoverdracht tussen tijdgenoten

DEEL 3 : Van Tam Tam tot GSM : informatieoverdracht tussen tijdgenoten.
1.
2.
3.
4.
Periodieke bewegingen
Trillingen
Harmonische trillingen
Golven
1. Periodieke bewegingen.
= een beweging die zich voortdurende in de tijd herhaalt
Vb. Hartslag, klok, ademhaling
Periode is de tijd nodig om een volledige cyclus te doorlopen.
Symb : T
Eenheid: s ( seconde )
Frequentie is het aantal cycli doorlopen in 1 seconde
Symb : f
Eenheid = 1/s = Hz
f = 1/ T of T=1/f
1 MHz= 10 ^ 6 Hz
2. Trillingen
= een reeks gelijke opeenvolgende heen-en weerbewegingen(=cylci) omheen een
evenwichtsstand.
De uitwijking is de afwijking ervan op een welbepaald ogenblik t ten opzichte van zijn
evenwichtsstand.
3.


Harmonische trillingen
Trillende veer ( sinusvorm /\/\/\/\ )
Definitie harmonische trilling
o Als de uitwijking van een massa aan een veer of een
stemvork een sinusvorm heeft, noemen we zo’n trilling
een Harmonische trilling.
y(t) = A.sin (ω.t + Ф)
ω = 2. п / T = 2. п . f
Ф : beginfase
Ω : hoeksnelheid
4. Golven
Ontstaan
Een trilling die zich voortplant noemen we een golf .
Lopende golf : Een trilling die zich voortplant in één of meerdere richtingen met een eindige
Snelheid, die we de voorplantingssnelheid van de golf of de golfssnelheid
noemen.
Symbool : v
Eenheid m/s
Geluidsgolven
Omringende lucht wordt aan het trillen gebracht.
Deze trilling plant zich voort in de lucht : Geluidsgolven.
Energietransport
Als een trilling van een deeltje wordt doorgegeven aan naburige deeltjes, spreken we van een
golf.
 geen transport van massa
 wel transport van (beweging)energie
Golven transporteren energie ( zonder massatransport)
De voortplantingsrichting van een golf is de richting waarlangs de energie zich
voortplant.
Indeling van golven

Mechanische en elektromagnetische-golven
o Mechanische golven: medium of middenstof
o Vb GSM: GELUID : lucht
o Elektromagnetische golven = geen medium
o Vb licht, radiogolven

Longitudinale en transversale golven
o Transversale golven
 Alle deeltjes blijven ter plaatse ( Zee)
 Deeltjes trillen loodrecht op de voortplantingsrichting
 Vb watergolven, EM, micro
o Longitudinale golven
 Trillingsrichting valt samen met de voortplantingsrichting
Golflengte : Landa λ
= de afstand die door de golf wordt afgelegd in 1 periode met voortplantingssnelheid v.
Symbool : λ
Eenheid: m
Voortplantingssnelheid van een golf
De tijd die de golf er over doet om bij het eerste punt te komen dat in fase trilt met de
trillingsbron komt overeen met 1 trillingsperiode T van de bron.
λ=v.T
T : 1/f
volgt λ= v/f
Licht : c = 300 000 km/s = 300 000.10³ m/s
Geluid in lucht : v =344 m/s
Dimensies van golven
Eendimensionale golven = De trilling plant zich slechts in 1 richting voort, zoals de golven
van een veer , een touw, een snaar ,…
Tweedimensionale golven = De trilling plant zich in alle richtingen op het wateroppervlak
voort.
Driedimensionale golven = Geluidsgolven planten zicht in de lucht voort in alle richtingen.
Golffronten = proef van de rimpeltank
Een golffront is de verzameling van alle punten die gelijktijdig beginnen te trillen ten gevolge
van een storing.
Een golfstraal is de richting waarin het golffront zich voortbeweegt.
Beginsel van Huygens
“ Elk punt van een golffront gedraagt zich als een puntbron waaruit trillingen voortplanten”
Eigenschappen van golven

Terugkaatsing
Invalshoek = terugkaatsinghoek


Breking

Slechts breking bij :
o Overgang golf van de ene naar de andere middenstof.
o Golf valt schuin in op de overgang tss 2 middenstoffen
o Er is een andere voortplantingssnelheid in de
verschillende middenstoffen.

Afhankelijk van :
o Grootte opening/ hindernis
o Grootte golflengte
Buiging
d<λ

Doppler-effect
 De schijnbare verandering van golflengte en frequentie van geluid of
licht ( of andere golfverschijnselen ) door een snelheidsverschil tussen
zender en ontvanger.

Interferentie



Dezelfde frequentie
Faseverschil die continu is
Interferentie is het verschijnsel dat optreedt in een gebied waar
trillingen samenkomen die afkomstig zijn van coherente
trillingsbronnen.
Resonantieverschijnselen
Resonantie is het verschijnsel waarbij de ene aangeslagen stemvork de andere doet trillen.
Dit verschijnsel doet zich voor wanneer de trillingsfrequenties van beide stemvorken gelijk
zijn (identieke stemvorken). De ene slinger neemt de trilling van de andere slinger over.
Een trillend voorwerp zal bij een ander voorwerp resonantie teweegbrengen, als dit voorwerp
met de trillingen gaat meetrillen, sterker dan men op grond van de aanstoting zou verwachten
( de trilling vindt weerklank. ) .