Uhin-higidura: Kontzeptuak, Motak eta Fenomenoak

Uhin-higidura: Definizioa eta Ezaugarriak

Uhin-higidura perturbazio baten hedapenaren bidez energia transmititzea da, materia garraiatu gabe. Perturbazio horri uhina deritzo. Uhin-mota desberdinak daude, eta hainbat irizpideren arabera sailka daitezke:

Uhin Motak

• Bibrazioaren norabidearen arabera:
  • Zeharkako uhinak: Partikulen bibrazioaren norabidea eta uhinaren hedapenaren norabidea perpendikularrak dira.
  • Luzetarako uhinak: Partikulen bibrazioaren norabidea eta uhinaren hedapenaren norabidea berdinak dira.
• Hedatzeko behar duten materiaren arabera:
  • Uhin mekanikoak: Hedatzeko materia behar dute (adibidez, soinua).
  • Uhin elektromagnetikoak: Ez dute materiarik behar hedatzeko (adibidez, argia).
• Formaren arabera: Linealak, zirkularrak, esferikoak...

Perturbazioa puntu guztietan higidura harmoniko sinplearen ekuazioarekin irudikatzen denean, uhina harmonikoa dela esaten da. Perturbazioa sortzen den puntuari foku deitzen zaio. Adierazpen matematikoa: y(t) = A * sin(ωt)

Uhin Geldikorrak

Uhin geldikorrak sortzen dira maiztasun, anplitude eta abiadura berdina duten bi uhin kontrako noranzkoetan baina norabide berdinean gainjartzen direnean. Hau da gainezarmen printzipioaren adibide bat: Ingurune batean hedatzen ari diren bi uhinen eragina aldi berean jasaten duen puntu baten bibrazioa, uhin bakoitzak bere aldetik eragingo lituzkeen bibrazioen batura da.

Uhin geldikorraren ekuazioa: y = 2A * cos(kx) * sin(ωt)

Uhin geldikorra harmonikoa da, osagaien maiztasun berekoa. Bere anplitudea (A) denborarekiko independentea da, baina sinusoialki aldatzen da x abszisaren funtzioan.

Gainezartzen diren uhinak bakarka aztertuz gero, puntu guztiek anplitude berberarekin bibratzen dutela ikus daiteke. Baina gainezartzean sortzen den uhin geldikorraren puntu bakoitzaren anplitudea jatorriarekiko posizioaren araberakoa da. Puntu batzuk jatorrizko anplitudearen bikoitzarekin bibratzen dute (sabelak), eta beste batzuk geldi daude (nodoak).

Islapena eta Errefrakzioa

Islapena

Islapenean, uhina desbideratu egiten da, hedatzen ari zen ingurunean bertan mantenduz. Islapenean, abiadura, uhin-luzera eta maiztasuna konstanteak dira.

Islapen-legeak:

1. Eraso-izpia, normala eta islapen-izpia plano berean daude.
2. Eraso-angelua (eraso-izpiak eta normalak osatzen dutena) eta islapen-angelua (islapen-izpiak eta normalak osatzen dutena) berdinak dira.

Errefrakzioa

Errefrakzioan, uhina desbideratu egiten da beste ingurune batera pasatzean. Errefrakzioan, abiadurak desberdinak dira, eta maiztasuna konstantea da; beraz, uhin-luzera ere aldatu egiten da.

Errefrakzioaren legeak (Snell-en legea):

1. Eraso-izpia, normala eta islapen-izpia plano berean daude.
2. Eraso-angelua (eraso-izpiak eta normalak osatzen dutena) eta errefraktatutako angelua (errefraktatutako izpiak eta normalak osatzen duena) honako erlazioa betetzen dute: sin(eraso-angelua) / sin(errefrakzio-angelua) = v1 / v2.

Eraso-izpia eta islapen-izpiak ingurune ezberdinetan mugitzen direnez, abiadurak v1 eta v2 dira.

Argiaren kasuan, ingurune baten errefrakzio-indizea honela definitzen da: n = c / v, non c argiaren abiadura hutsean den eta v argiaren abiadura ingurune horretan. Beraz, Snell-en legea honela ere idatz daiteke: n1 * sin(eraso-angelua) = n2 * sin(errefrakzio-angelua). Substantzia gardenetan bakarrik gertatzen da errefrakzioa.