Что такое узел в физике
Перейти к содержимому

Что такое узел в физике

  • автор:

Узел (в физике)

УЗЕЛ — • УЗЕЛ, 1). В анатомии утолщение или увеличение органа или ткани, например лимфатический узел или синусно предсердный узел нервной ткани, контролирующий ритм сердца. 2). В ботанике узел место на стебле растения, откуда отходит лист или листья. 3) … Научно-технический энциклопедический словарь

УЗЕЛ — (УЗЛЫ) (1) в физике точка или поверхность в стоячих волнах (), в которой амплитуда равна нулю, т. е. кинетическая или потенциальная энергия волны равна нулю; (2) У. коммуникаций пункты пересечения (соединения) нескольких однородных или… … Большая политехническая энциклопедия

Узел (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Узел (значения). лаг … Википедия

Узел — I Узел в технике, 1) часть машины, механизма, установки и т. п., состоящая из нескольких более простых элементов (деталей) и представляющая собой сборочную единицу, входящую в Агрегат. 2) Совокупность связанных между собой и расположенных … Большая советская энциклопедия

ДОНОР (в физике) — ДОНОР, дефект кристаллической решетки полупроводника (обычно примесный атом), способный «отдавать» электроны в зону проводимости (пример донора примесный атом Sb в кристалле Ge). Например, в случае легирования элементарных полупроводников, Ge или … Энциклопедический словарь

Великобритания (государство) — Великобритания (Great Britain); официальное название ‒ Соединённое Королевство Великобритании и Северной Ирландии (The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland). I. Общие сведения В. ‒ островное государство на С. З. Европы; занимает… … Большая советская энциклопедия

Великобритания — I Великобритания (Great Britain) остров в Атлантическом океане, входящий в группу Британских островов (См. Британские острова). См. Великобритания (государство). II Великобритания (Great Britain) официальное название Соединённое… … Большая советская энциклопедия

Украинская Советская Социалистическая Республика — УССР (Украïнська Радянська Социалicтична Республika), Украина (Украïна). I. Общие сведения УССР образована 25 декабря 1917. С созданием Союза ССР 30 декабря 1922 вошла в его состав как союзная республика. Расположена на… … Большая советская энциклопедия

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА — раздел физики, изучающий структуру и свойства твердых тел. Научные данные о микроструктуре твердых веществ и о физических и химических свойствах составляющих их атомов необходимы для разработки новых материалов и технических устройств. Физика… … Энциклопедия Кольера

Ломоносов, Михаил Васильевич — Михаил Васильевич Ломоносов Работа неизвестного художника. Масло[1] … Википедия

Узел (физика) — Node (physics)

A узел — это точка вдоль стоячей волны, где волна имеет минимальную амплитуду. Например, в вибрирующей струне гитары концы струны являются узлами. Изменяя положение конечного узла с помощью ладов, гитарист изменяет эффективную длину вибрирующей струны и тем самым играет ноту. Противоположностью узла является антиузел, точка, в которой амплитуда стоячей волны максимальна. Это происходит на полпути между узлами.

Содержание

  • 1 Объяснение
  • 2 Граничные условия
  • 3 Примеры
    • 3.1 Звук
    • 3.2 Химия

    Объяснение

    Картина интерференции двух волн (от вверх вниз). Точка представляет собой узел.

    Стоячие волны возникают, когда две последовательности синусоидальных волн с одинаковой частотой движутся в противоположных направлениях в одном пространстве и интерферируют друг с другом. Они возникают, когда волны отражаются от границы, такие как звуковые волны, отраженные от стены, или электромагнитные волны, отраженные от конца линии передачи, и особенно когда волны удерживаются в резонаторе при резонансе, колебания между двумя границами, например, в органной трубе или гитарной струне.

    В стоячей волне узлы представляют собой серию местоположений с одинаковыми интервалами, где амплитуда волны (движение) равна нулю (см. Анимацию выше). В этих точках две волны складываются с противоположной фазой и компенсируют друг друга. Они происходят с интервалом в половину волны длина (λ / 2). На полпути между каждой парой узлов находятся места, где амплитуда максимальна. Они называются пучностями . В этих точках две волны складываются с одинаковой фазой и усиливают друг друга.

    В случаях, когда две противоположные последовательности волн не имеют одинаковой амплитуды, они не компенсируются идеально, поэтому амплитуда стоячей волны в узлах не равна нулю, а просто минимальна. Это происходит, когда отражение на границе несовершенное. На это указывает конечный коэффициент стоячей волны (КСВ), отношение амплитуды волны в пучности к амплитуде в узле.

    В резонансе двумерной поверхности или мембраны, такой как пластина барабана или вибрирующая металлическая пластина, узлы становятся узловыми линиями, линиями на поверхности, где поверхность неподвижна, разделяя поверхность на отдельные участки, колеблющиеся с противоположной фазой. Их можно сделать видимыми, посыпав поверхность песком, и получающиеся в результате замысловатые узоры линий называются фигурами Хладни.

    В линиях передачи узел напряжения представляет собой пучок тока, а пучность напряжения является узлом тока.

    Узлы — это точки нулевого смещения, а не точки пересечения двух составляющих волн.

    Граничные условия

    Расположение узлов по отношению к границе, отражающей волны, зависит от конечных условий или граничных условий. Хотя существует много типов конечных условий, концы резонаторов обычно относятся к одному из двух типов, которые вызывают полное отражение:

    • Фиксированная граница : Примерами этого типа границы являются точки крепления гитары, закрытый конец открытой трубы, такой как органная труба или труба деревянных духовых, периферия барабанной пластинки, линия передачи с короткозамкнутым концом или зеркалами на концах лазерного резонатора. В этом типе амплитуда волны принудительно равна нулю на границе, поэтому на границе есть узел, а другие узлы находятся на расстоянии, кратном половине длины волны от него:
    • Свободная граница : Примерами этого типа являются открытый орган или духовая труба, концы вибрирующих стержней резонатора в ксилофоне, глокеншпиль или камертон, концы антенны или линия передачи с открытым концом. В этом типе производная (наклон) амплитуды волны (в звуковых волнах давление, в электромагнитных волнах ток ) принудительно обнуляется на границе. Таким образом, на границе есть максимум амплитуды (пучность), первый узел находится на четверти длины волны от конца, а другие узлы — на половине длины волны оттуда:

    Примеры

    Звуковая волна состоит из чередующихся циклов сжатия и расширения волновой среды. Во время сжатия молекулы среды прижимаются друг к другу, что приводит к увеличению давления и плотности. Во время расширения молекулы раздвигаются, что приводит к снижению давления и плотности.

    Количество узлов указанной длины прямо пропорционально частоте волны.

    Иногда на гитаре, скрипке или другом струнном инструменте узлы используются для создания гармоник. Когда палец помещается поверх струны в определенной точке, но не проталкивает струну полностью вниз до грифа, создается третий узел (в дополнение к мосту и гайка ) и звучит гармоника. Во время нормальной игры, когда используются лады, всегда присутствуют гармоники, хотя они более тихие. При использовании метода искусственного узла обертон громче, а основной тон тише. Если поместить палец в середину струны, будет слышен первый обертон, который на октаву выше основной ноты, которую можно было бы сыграть, если бы гармоника не звучала. Когда два дополнительных узла делят струну на трети, получается октава и идеальная квинта (двенадцатая). Когда три дополнительных узла делят струну на четверти, это создает двойную октаву. Когда четыре дополнительных узла делят струну на квинты, это создает двухоктаву и мажорную третью (17-ю). Октава, мажорная треть и идеальная квинта — это три ноты, присутствующие в мажорном аккорде.

    Характерный звук, который позволяет слушателю идентифицировать конкретный инструмент, во многом обусловлен относительной величиной гармоник, создаваемых инструментом.

    Химия

    В химии квантово-механические волны или «орбитали » используются для описания волновых свойств электронов. Многие из этих квантовых волн также имеют узлы и пучности. Число и положение этих узлов и пучностей определяют многие свойства атома или ковалентной связи. Атомные орбитали классифицируются по количеству радиальных и угловых узлов, а молекулярные орбитали классифицируются по характеру связывания. Молекулярные орбитали с пучностью между ядрами очень стабильны и известны как «связывающие орбитали», которые усиливают связь. Напротив, молекулярные орбитали с узлом между ядрами не будут стабильными из-за электростатического отталкивания и известны как «антисвязывающие орбитали», которые ослабляют связь. Другой такой концепцией квантовой механики является частица в блоке, где количество узлов волновой функции может помочь определить состояние квантовой энергии — нулевые узлы соответствуют основному состоянию, один узел соответствует в 1-е возбужденное состояние и т. д. В общем, если расположить собственные состояния в порядке возрастания энергий, 1, ϵ 2, ϵ 3. <\ displaystyle \ epsilon _ <1>, \ epsilon _ <2>, \ epsilon _ <3>. > , собственные функции также располагаются в порядке увеличения числа узлов; n-я собственная функция имеет n − 1 узлов, между каждым из которых следующие собственные функции имеют по крайней мере один узел.

    Что значит «узел (в физике)»

    Узел в физике, точка или поверхность в стоячих волнах , в которой кинетическая или потенциальная энергия волны равна нулю. В натянутой гибкой струне при синусоидальных собственных колебаниях У. растяжения чередуются с У. смещения. В звуковой стоячей волне У. давления чередуются с У. скорости. В том и другом случае чередуются нули соответственно потенциальной и кинетической энергии. У. потенциальной энергии совпадает с пучностью кинетической энергии, и наоборот. В электромагнитных стоячих волнах У. электрического и магнитного полей являются нулями напряжённостей соответственно электрического и магнитного полей, причём У. электрического поля являются пучностями магнитного поля, и наоборот.

    Транслитерация: uzel (v fizike)
    Задом наперед читается как: )екизиф в( лезу
    Узел (в физике) состоит из 13 букв

    Дайте определение: Узел. (это из раздела физики)

    Узел цепи в электронике — точка, в которой соединяются три (или более) проводника электрической цепи. Узел (наряду с контуром) является базовым понятием, необходимым при анализе электрических цепей. Единственной характеристикой узла является его потенциал. Понятие узла применимо только для цепи из «одномерных» элементов, то есть таких, что их толщина бесконечно мала и ей можно пренебречь [1].

    Узел может быть сколь угодно протяжённым, поскольку для проводника с достаточно низким сопротивлением потенциал практически одинаков во всех точках проводника. Например, вся земляная шина в электронной схеме — это один узел с нулевым потенциалом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *