P1.6.4 Rozprzestrzenianie się fal w wodzie – Leybold

Podstawowe pojęcia propagacji fali mogą być wyjaśnione szczególnie jasno za pomocą fal wodnych jako, że ich propagacja może być obserwowana gołym okiem.

 

Doświadczenie P1.6.4.1 bada właściwości fal prostych i kołowych. Długość fali l jest mierzona jako funkcja każdej częstotliwości wzbudzenia f i te dwie wartości są użyte do obliczenia prędkości fali 

        v = f • l

 

Celem doświadczenia P1.6.4.2 jest weryfikacja zasady Huygens’a.

W tym doświadczeniu, fale proste uderzają w krawędź, wąską szczelinę i siatkę dyfrakcyjną. Możemy obserwować zmianę w kierunku propagacji, utworzenie fal kołowych i superpozycję kołowych fal tworzącą fale proste.

 

Doświadczenia P1.6.4.3 i P1.6.4.4 mają za zadanie zbadać propagację fal wodnych na różnych głębokościach wody. Większa głębokość odpowiada medium z niższym współczynnikiem załamania n. Przy przejściu z jednego “medium” do innego, zastosowanie ma prawo załamania.

Badany jest pryzmat, soczewka dwuwypukła i soczewka dwuwklęsła jako praktyczne aplikacje fal wodnych.

 

Doświadczenie P1.6.4.5 obserwuje zjawisko Dopplera w kołowych falach wodnych dla różnych prędkości u wzbudzenia wody.

 

Doświadczenia P1.6.4.6 i P1.6.4.7 badają odbicia fal wodnych. Gdy fale proste i kołowe są odbijane na prostej ścianie, “wiązki fal” stosują się do prawa odbicia. Gdy fale proste są odbijane przez zakrzywione przeszkody, początkowo równoległe promienie fal przenoszą się w kierunku zbieżnym lub rozbieżnym, zależnie od zakrzywienia przeszkody. Można obserwować skupianie w ognisku, odpowiednio rozbieżność z pozornego ogniska, jak w optyce.