Flashcards: Ones i so

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què és una ona?

   La propagació d'una pertorbació a través d'un medi o de l'espai. Transporta energia, però no matèria.

2. 2. Error típic: les partícules del medi viatgen amb l'ona?

   No. Vibren al voltant de la seva posició i no avancen amb l'ona: el que viatja és l'energia.

3. 3. Què és una ona transversal?

   Una ona en què les partícules vibren perpendicularment a la direcció en què avança l'ona, com les onades d'una corda.

4. 4. Què és una ona longitudinal?

   Una ona en què les partícules vibren en la mateixa direcció en què avança l'ona, com el so.

5. 5. Què és la longitud d'ona?

   La distància entre dos punts consecutius en el mateix estat de vibració, per exemple dues crestes seguides. Se simbolitza $\lambda$ i es mesura en metres.

6. 6. Què són la freqüència i el període d'una ona?

   La freqüència $f$ és el nombre de vibracions per segon, en hertz; el període $T$ és el temps d'una vibració, en segons. $T = 1/f$.

7. 7. Què és l'amplitud d'una ona?

   El valor màxim de la pertorbació, en metres. Va lligada a l'energia que transporta l'ona.

8. 8. Relació fonamental entre la velocitat, la longitud d'ona i la freqüència?

   $v = \lambda\, f$.

9. 9. En un mateix medi, què passa amb la longitud d'ona si augmenta la freqüència?

   Disminueix: la velocitat no canvia dins del mateix medi, i a $v = \lambda\, f$ si $f$ creix, $\lambda$ s'ha de fer més petita.

10. 10. Què són la freqüència angular i el nombre d'ona?

    $\omega = 2\pi f$, en rad/s, i $k = 2\pi/\lambda$, en rad/m. Compte: $\omega$ no és la freqüència ni $k$ la longitud d'ona.

11. 11. Equació d'una ona harmònica que avança cap a les $x$ positives?

    $y = A\sin(\omega t - k x)$: $A$ és l'amplitud, $\omega$ marca el ritme en el temps i $k$, la separació en l'espai.

12. 12. Què és la reflexió i quina llei compleix?

    El rebot d'una ona en un obstacle. L'angle de reflexió és igual al d'incidència, tots dos mesurats des de la normal (la perpendicular a la superfície).

13. 13. Amb el temps entre un crit i el seu ressò, com calcules la distància a la paret?

    $d = \dfrac{v\, t}{2}$: el so va fins a la paret i torna, o sigui que recorre el doble de la distància.

14. 14. Què és la refracció?

    El canvi de velocitat d'una ona en passar d'un medi a un altre; si hi arriba de biaix, també es desvia. Per això una cullera dins l'aigua sembla trencada.

15. 15. En una refracció, cap on es desvia el raig?

    Si al segon medi va més a poc a poc, s'acosta a la normal; si hi va més de pressa, se n'allunya.

16. 16. Quina magnitud de l'ona no canvia mai en una refracció?

    La freqüència, que la marca la font. Si canvia la velocitat, el que canvia és la longitud d'ona.

17. 17. Què és la reflexió total?

    Quan una ona va d'un medi lent a un de ràpid amb un angle prou gran, no en surt gens i es reflecteix tota. És el principi de la fibra òptica.

18. 18. Què és la difracció i quan es nota?

    L'ona rodeja un obstacle o s'obre en passar per una escletxa. Es nota quan l'obertura és de l'ordre de $\lambda$ o més petita.

19. 19. Per què per una porta oberta sents qui parla a l'altra habitació però no el veus?

    La longitud d'ona del so és de l'ordre de la porta i es difracta; la de la llum és molt més petita i passa recta.

20. 20. Error típic: el so es propaga pel buit, com la llum?

    No. El so és una ona longitudinal que necessita un medi material per propagar-se. Per això veiem el Sol però no el sentim.

21. 21. A quina velocitat va el so a l'aire, i en quins medis va més de pressa?

    Uns $340\ \mathrm{m/s}$ a l'aire. Als líquids i als sòlids va més de pressa.

22. 22. De què depèn el to d'un so?

    De la freqüència: com més freqüència, més agut; com menys, més greu.

23. 23. Error típic: la intensitat i el to d'un so són el mateix?

    No. La intensitat és fort o fluix i depèn de l'amplitud; el to és agut o greu i depèn de la freqüència. Un so pot ser fluix i agut.

24. 24. Què és el timbre d'un so?

    La qualitat que distingeix dos instruments que toquen la mateixa nota. Depèn de la forma de l'ona.

25. 25. Fórmula del nivell d'intensitat sonora?

    $\beta = 10\log\dfrac{I}{I_0}$, en decibels, amb $I_0 = 10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}$, el llindar d'audició, que correspon a $0\ \mathrm{dB}$.

26. 26. Si la intensitat d'un so es multiplica per 10, quants decibels puja?

    Només $10\ \mathrm{dB}$, perquè l'escala és logarítmica.

27. 27. Quin interval de freqüències sent l'oïda humana?

    D'uns $20\ \mathrm{Hz}$ a uns $20\,000\ \mathrm{Hz}$. Per sota hi ha els infrasons i per sobre, els ultrasons (ecografies, sonar).

28. 28. Fórmula de l'efecte Doppler amb la font en moviment i l'observador quiet?

    $f' = f\,\dfrac{v}{v \pm v_{font}}$, amb $v$ la velocitat del so i $v_{font}$ la de la font.

29. 29. Efecte Doppler: quin signe va al denominador si la font s'acosta?

    Un menys: la freqüència percebuda ha de sortir més gran (més agut). Si la font s'allunya, se suma i el so és més greu.