Διάλεξη 9

BIO103 – Φυσική (Χειμερινό εξάμηνο 2020)

ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

(Κεφάλαια 19-20, Hewitt)(Κεφάλαιο 13, Freedman)

https://bio103-physics-uoc.weebly.com/

2https://www.electronicdesign.com/blog/future-am-radio

3

https://gallery.yopriceville.com/Backgrounds/Sea_Wave_Background

ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΣΕΙΣΜΙΚΟ

HXHTIKO

https://www.thetoc.gr/people-style/article/h-elena-paparizou-ksana-sti-eurovision-gia-tin-ellada-ti-apantise-i-idia

ΟΠΤΙΚΟ

https://scifi.stackexchange.com/questions/27657/was-the-eye-of-sauron-saurons-actual-physical-form

ΡΑΔΙΟΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ (RF)

https://www.retevis.com/pair-walkie-talkies-for-children-flashlight-two-way-radio

ΒΑΡΥΤΙΚΟ

https://www.symmetrymagazine.org/article/nobel-recognizes-gravitational-wave-discovery

4https://www.youtube.com/watch?v=hq387m0PRac

5https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_wave

H διάδοση μιας διαταραχής στον χώρο

▪ Για την δημιουργία ενός κύματος υπάρχει μια αιτία. Αυτή είναι και η πηγή του κύματος

▪ Η διαταραχή διαδίδεται μέσω μιας υλικής ουσίας που ονομάζεται μέσο διάδοσης

▪ Μέσο διάδοσης: Αέρας, Υγρά και στερεά (μηχανικά κύματα)

▪ Η διάδοση εξελίσσεται χωρικά και χρονικά

▪ Μεταφέρεται ενέργεια όχι ύλη

6

Μήκος κύματος (λ)▪ Η απόσταση που ταξιδεύει η διαταραχή εντός ενός πλήρους κύκλου του σήματος

Πλάτος κύματος (Α)▪ Η μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας

Περίοδος (Τ)▪ Ο χρόνος που απαιτείται για κάθε τμήμα του μέσου να ολοκληρώσει έναν πλήρη κύκλο

ταλάντωσης Συχνότητα (f)

▪ Ο αριθμός των πλήρων ταλαντώσεων που εκτελεί ένα τμήμα του μέσου στη μονάδα του χρόνου

Γωνιακή συχνότητα (ω)▪ ω=2 · π · f=2π/ Τ

Ταχύτητα διάδοσης (v)▪ v=f·λ

7

8https://www.youtube.com/watch?v=CVsdXKO9xlk

9

ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΔΙΑΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΑ

https://byjus.com/physics/types-of-waves/

ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΡΕΠΤΙΚΗ

10

+

=

+

=

11https://www.tes.com/lessons/Ag5yKKO0uCFcDw/wave-interference

ΟΔΕΥΟΝΤΑ ΣΤΑΣΙΜΑ

12https://www.youtube.com/watch?v=mjQ7YqlmLaU

ΚΙΘΑΡΑ ΜΠΟΥΖΟΥΚΙ

13https://www.amazon.in/Yamaha-F310-6-Strings-Acoustic-Natural/dp/B000RVYW7E http://bouzoukicy.com/shop/trichorda-mpouzoukia/trichordo-mpouzouki-pgn055/

14

ΘΕΜ

1ή

https://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic

2ή

4ή

L

L1 = 2 × L

L2= L

L3= 2 /3 × L

λ4= 1/2 × L

ΑΡΜ. ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΗΚΟΣ ΧΟΡΔΗΣ

f1

f2 =2×f1

f3 = 3× f1

f4 = 4× f1

λ1

λ2= λ1 /2

λ3= λ1 /3

λ4= λ1 /4

𝝀𝒏 =𝟏

𝒏× (𝟐 ∙ 𝐋) 𝒇𝒏 = 𝒏 ×

𝒗

𝟐 ∙ 𝐋𝒏 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, …

θεμελιώδης1η αρμονική

2η αρμονική

15https://www.youtube.com/watch?v=w6EGyFAGpXU

16

https://klika.gr/index.php/peri-mousikis/mousiki-paideia/189-praktikoi-kanones-gia-sygxordies.html

Ελεύθερη D (Ρε)

G (Σολ)

https://www.iconsdb.com/red-icons/one-finger-icon.htmlm

17https://youtu.be/zAxT0mRGuoY?t=23

ΚΥΜΑ TYΠΟΥ P ΚΥΜΑ TYΠΟΥ S

18

ΚΥΜΑ TYΠΟΥ LOVE ΚΥΜΑ TYΠΟΥ RAYLEIGHhttps://www.youtube.com/watch?v=2rYjlVPU9U4 https://www.youtube.com/watch?v=en4HptC0mQ4

https://www.youtube.com/watch?v=t7wJu0Kts7w https://www.youtube.com/watch?v=6yXgfYHAS7c

19https://www.youtube.com/watch?v=Za_22xo7ZQQ

20

http://academic.brooklyn.cuny.edu/geology/grocha/plates/platetec19.htm

21https://www.youtube.com/watch?v=RBosPXh6xTA

22https://www.nature.com/articles/s41586-019-1129-z/figures/1

23https://www.youtube.com/watch?v=72cHej2XABg

https://www.youtube.com/watch?v=YQXRmtu_DsM

24https://www.nature.com/articles/s41586-019-1129-z/figures/1

25https://flypaper.soundfly.com/discover/what-is-the-doppler-effect/

26https://www.stickmanphysics.com/stickman-physics-home/unit-10-waves/doppler-effect/

27https://www.youtube.com/watch?v=h4OnBYrbCjY&t=13s

28https://www.youtube.com/watch?v=ceU4oPRCwX8 Raiders of the lost ark, 1981, 8.4/10 IMDB

30

31https://theconversation.com/commercial-supersonic-aircraft-could-return-to-the-skies-113022

32https://www.quora.com/What-is-the-reason-of-sonic-boom-when-an-object-reaches-supersonic-speed

33https://www.youtube.com/watch?v=JO4_VHM69oI

34https://www.youtube.com/watch?v=AnaASTBn_K4

35https://www.youtube.com/watch?v=KkY_mSwboMQ

20 – 20,000 Hz▪ Υποηχητικά: Κύματα με

συχνότητα μικρότερη των 20 Hz

▪ Υπερηχητικά: Κύματα με συχνότητα μεγαλύτερη των 20,000 Hz

Διάμηκες κύμα▪ Πυκνώματα▪ Αραιώματα

Διαδίδεται σε▪ Στερεά▪ Υγρά▪ Αέρια▪ Πλάσμα

Ταχύτητα του ήχου στον αέρα: 340 m/s

36

https://www.scienceabc.com/pure-sciences/movement-of-sound-waves-through-different-media.html

https://www.howequipmentworks.com/ultrasound_basics/

https://www.nagwa.com/en/videos/416184054954/

ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ

37https://www.tes.com/lessons/pyMMugr9b3pSgA/sound https://www.youtube.com/watch?v=_wbAfSBSMKk

38https://www.youtube.com/watch?v=I1Bdp2tMFsY

39https://www.youtube.com/watch?v=CdUoFIZSuX0

400

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

130

150

286

LEAD GUITARIST BASS GUITARIST

41https://www.pnas.org/content/111/28/10383https://gr.pinterest.com/pin/718394578030166899/?lp=true

https://www.cheatsheet.com/entertainment/the-only-no-1-beatles-hit-that-features-a-john-lennon-guitar-solo.html/

Mid-range▪ Συσκευή παραγωγής ήχου (φωναγωγός) η οποία παράγει

συχνότητες 500 Hz-4 kHz Woofer

▪ Συσκευή παραγωγής ήχου (φωναγωγός) η οποία παράγει χαμηλής συχνότητας ήχο, σε συχνότητες από 40 Ηz έως 1 ΚHz

Sub-w00fer▪ Σε αντίθεση με τα woofer, παράγει ήχο σε βαθύ μπάσο, δηλ.

συχνότητες συνήθως κάτω από τα 40 Ηz. Tweeter

▪ Τα τουίτερ (από τον ήχο που κάνουν τα πουλιά) παράγουν ήχο σε υψηλές συχνότητες, που ξεκινάει κατά κανόνα πάνω από τα 1.000 Ηz και πολλές φορές φτάνει ακόμα και τα 20.000 Ηz.

42

43https://gr.pinterest.com/pin/387239267955379190/?lp=true

Πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας Ηλεκτρικό κύκλωμα Υποστηρίζει μηχανικά κύματα

▪ Πλάτος

▪ Μήκος κύματος

▪ Συχνότητα

Πλάτος

Μήκος κύματος

Υψηλή και Χαμηλή συχνότητα

44

45

Επαφές

Αλληλεπλεκόμενοιμετατροπείς (IDTs)

Πιεζοηλεκτρικό υλικό

Ηλεκτρικό κύκλωμα

ΓΡΑΜΜΗ ΥΣΤΕΡΗΣΗΣΠώς καθορίζουμε την συχνότητα λειτουργίας;

1) Επιλογή υλικού (v)

•Quartz•LiTaO3

•LiNbO3

•AlN•ZnO

λ

v=λ·f ⇝ f=v/λ

Συχνότητα

Πλά

τος

fo

3) Εύρεση συχνότητα λειτουργίας

4) Απόκριση σήματος

2) Επιλογή γεωμετρίας (λ)

Συνήθεις συχνότητες λειτουργίας

10 MHz – 5 GHz

+ - + - + - + -

Πλάτος

Φάση

Βάθος διείσδυσηςΕπηρεάζει το ακουστικό κύμα

46

ΔAΔPh

Ιξώδες

Φορτίο μάζας

0 Χρόνος

Σή

μα BufferBufferProtein GBufferIgG

Σήμα

Πλάτος

Φάση

47

BacteriaBuffer

48https://www.youtube.com/watch?v=Wx9vPv-T51I