Uhin-Fenomenoak eta Higidura Harmoniko Sinplea: Oinarriak

Islapena eta errefrakzioa ingurune batean hedatzen ari den uhina beste inguru baten gainazalera heltzen denean gertatzen diren fenomenoak dira.

Islapena

Islapena deritzon fenomenoan, uhin bat bi inguruneren arteko banaketa-gainazalera iristean, uhina lehenengo ingurunera itzuli egiten da, uhinaren energiaren parte bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz.

Islapenaren Legeak

1. Izpi erasotzailea, normala eta izpi islatua plano berean daude.
2. Eraso-angelua eta islapen-angelua berdinak dira.

Islapenean maiztasuna, hedapen-abiadura eta uhin-luzera ez dira aldatzen.

Errefrakzioa

Errefrakzioa fenomenoan, uhin bat bi ingurune banatzen dituen gainazalera iristean, bigarren ingurunean sartzen da uhinaren energiaren parte bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz. Errefrakzioa uhinaren abiaduraren aldaketaren ondorioz sortzen da.

Errefrakzioaren Legeak

1. Izpi errefraktatua, normala eta izpi erasotzailea plano berean daude.
2. Eraso-angeluaren sinuaren eta izpi errefraktatuaren sinuaren arteko erlazioa konstantea da, eta uhin-higidurak bi ingurunetan daraman abiaduraren erlazioaren berdina da.

Sin(e)/sin(r) = V1/V2 = n12

Errefrakzioan maiztasuna ez da aldatzen; hedapen-abiadura, berriz, aldatzen da eta, ondorioz, uhin-luzera ere.

Muga Angelua eta Islapen Osoa

Muga-angelua eta islapen osoa argia errefrakzio-indize txikiagoko ingurune batera pasatzen denean gertatzen dira. Argi-izpia errefrakzio-indize txikiagoko ingurune batera pasatzen denean, normaletik urrunduz errefraktatzen da.

Eraso-angelua 90° baino handiagoa bada, argi guztia islatu egiten da. Horri islapen osoa deritzo.

Higidura Periodikoak eta HHS

Higidura periodikoak denbora-tarte konstante bat pasa ondoren errepikatzen diren higidurak dira.

Higidura bibrakorra oreka-puntuaren alde bietara mugitzean, denbora berean higikarien aldagai guztiak berdinak izatean periodikoa da.

Higidura Harmoniko Sinplea (HHS) lerro zuzenean desplazatzen eta modu periodikoan jatorria oreka duen partikularena da.

HHS-ren Magnitudeak

• Oszilazioa: Higikaria puntu batetik ateratzen denetik puntu berdinera itzuli arteko higidura.
• Oreka-puntua: Higikariak egiten duen lerroaren erdiko puntua.
• Anplitudea (A): Oreka-puntutik mutur batera dagoen distantzia, desplazamendurik handiena.
• Elongazioa (x): Partikularen posizioa.
• Periodoa (T): Oszilazio oso bat egiteko behar duen denbora.
• Maiztasuna (f): Denbora-unitatean higikariak zenbat oszilazio egiten dituen (Hertz-etan).
• Maiztasun angeluarra (ω): ω = 2π/T (rad/s).
• Hasierako fasea (φ0): t = 0 denean duen posizioa.

HHS-ren Ekuazioak

Posizioaren ekuazioa: HHS-a Higidura Zirkular Uniforme (HZU) baten proiekziotzat har daiteke.

x = Asin(ωt + φ0)

Non x posizioa, A anplitudea, ω maiztasun angeluarra eta φ0 hasierako fasea diren.

Abiaduraren ekuazioa: Posizioaren ekuazioaren denborarekiko deribatua da.

v = Aωcos(ωt + φ0)

Abiadura maximoa (v_max) oreka-puntutik pasatzen denean ematen da (cos=1 denean): v_max = Aω.

Azelerazioaren ekuazioa: Denborarekiko abiaduraren deribatua da.

a = -Aω2sin(ωt + φ0)

Azelerazio maximoa (a_max) muturretan ematen da (sin=1 denean): a_max = ±Aω².

Azelerazio minimoa (a_min) oreka-puntuan ematen da (sin=0 denean): a_min = 0.