Intenzita vlnění

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

(Přesměrováno z Tok energie)

Intenzita vlnění je veličina, která udává množství energie vln prošlé za časovou jednotku jednotkovou plochou kolmou ke směru šíření vlny.

Obsah

1 Harmonické vlnění
- 1.1 Postupná harmonická vlna
- 1.2 Kulová vlna
2 Související články

[editovat] Harmonické vlnění

Celková energie harmonického (mechanického) oscilátoru je určena vztahem

$E = \frac{1}{2}mA^2\omega^2= 2\pi^2mA^2\nu^2$ ,

kde $m$ je hmotnost oscilátoru, $A$ je amplituda kmitů, $ν$ je frekvence a $ω$ je úhlová frekvence. Tento vztah lze využít k určení množství energie vlnění v objemové jednotce. Pokud při vlnění kmitá každý bod látkového prostředí s energií určenou tímto vztahem, pak na objemovou jednotku $V$ připadá energie

$w = \frac{E}{V} = \frac{1}{2}\frac{m}{V}\omega^2A^2 = \frac{1}{2}\rho\omega^2A^2$ ,

kde $ρ$ je hustota hmotnosti a $w$ se nazývá hustota energie vlnění.

Energie vlnění $d E$ , která projde libovolnou plochou $S$ za časový interval $d t$ , se nazývá tok energie

$\Phi = \frac{\mathrm{d}E}{\mathrm{d}t}$

Tok energie odpovídá energii, která projde určitou plochou za časovou jednotku. Jedná s tedy o výkon, který je vlněním danou plochou přenášen.

Přenos energie v různých částech zvolené plochy nemusí být stejný. Z toho důvodu se používá intenzita vlnění

$I = \frac{\mathrm{d}E}{\mathrm{d}t\,\frac{d}S} = \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}S}$

[editovat] Postupná harmonická vlna

V případě postupné rovinné harmonické vlny, která se šíří rychlostí $c$ , projde jednotkovou plochou $S 0$ postavenou kolmo na směr šíření vlnění za časovou jednotku $t 0$ takové množství energie $E$ , která je obsažena v objemu $V = S 0 c t 0 = v$ . Toto množství energie je rovno součinu $v w$ . Množství energie za jednotkový časový interval na jednotkovou plochu však představuje intenzitu vlnění, tzn.

$I = vw = \frac{1}{2}\rho c\omega^2A^2$

Intenzita vlnění rovinné vlnoplochy je tedy konstantní.

[editovat] Kulová vlna

Je-li vlnoplocha kulová, roste velikost plochy, kterou vlnění prochází, se čtvercem vzdálenosti $r$ od zdroje vlnění. Pro intenzitu vlnění tedy bude platit $I\sim\frac{1}{r^2}$ . V takovém případě se bude snižovat také amplituda, tzn. $A\sim\frac{1}{r}$ .

[editovat] Související články

Tento fyzikální článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.

Citováno z „http://cs.wikipedia.org/wiki/Intenzita_vln%C4%9Bn%C3%AD“

Kategorie: Vlnění

Skrytá kategorie: Fyzikální pahýly