Bølger og energi

Ei bølge transporterer energi utan at sjølve mediet flyttar seg frå éin stad til ein annan. Når ei bølge breier seg, er det berre forstyrringa som bevegar seg gjennom mediet eller rommet. Men kva avgjer kor mykje energi ei bølge transporterer?

Kva avgjer energimengda?

To viktige eigenskapar ved bølger er amplitude og frekvens.

Amplitude fortel kor stort utslaget i bølga er.
Frekvens fortel kor mange svingingar bølga gjer per sekund.

Amplitude

Ball sprett opp og ned på same stad. Når ballen er på sitt høgaste, viser ei søyle at stillingsenergien er på topp. Når ballen fell ned, minkar stillingsenergien. Gif — Den blå søyla viser at stor høgde gir ballen stor stillingsenergi. Tilsvarande gir stor amplitude meir lagra energi i ei bølge.

Om du lagar bølger med eit tau, må du bruke meir energi for å lage store utslag enn små. Derfor transporterer ei bølge med stor amplitude meir energi enn ei bølge med liten amplitude.

For bølger på ein streng eller i vatn er det slik at jo større avstand eit punkt på bølga har frå likevekt, dess større stillingsenergi (potensiell energi) har ho.

Denne energimengda vil veksle mellom rørsleenergi (kinetisk energi) og stillingsenergi når punkta på bølga svingar opp og ned.

Ei bølge med stor amplitude overfører meir energi enn ei bølge med liten amplitude.

Frekvens

Også frekvensen påverkar energien. Ei bølge med høg frekvens transporterer meir energi enn ei bølge med låg frekvens.

For lydbølger kan dette merkast ved at raskare svingingar gir ein høgare tone. For synleg lys betyr høgare frekvens meir energi per lyspartikkel.

Ei bølge med høg frekvens overfører meir energi enn ei bølge med låg frekvens.

Kor mykje energi ei bølge kan overføre, er avhengig av både amplituden og frekvensen til bølga. Ei bølge med stor amplitude og høg frekvens kan overføre meir energi enn ei bølge liten amplitude og låg frekvens.

Oppgåver

Undersøk korleis amplitude og frekvens påverkar energien ei bølge kan overføre.

Start simuleringa med låg amplitude og låg frekvens. Observer korleis bølga ser ut og korleis partiklane og pilene bevegar seg.
Auk amplituden gradvis mens du held frekvensen konstant.
1. Kva skjer med storleiken på utsvinga?
2. Korleis trur du energien som bølga overfører, blir påverka?
Auk frekvensen gradvis mens du held amplituden konstant.
1. Kva skjer med talet på bølger som passerer per sekund?
2. Korleis trur du energioverføringa endrar seg?

Slutt på ikkje-tilgjengeleg innhald.