G & EM

• Conductie is wanneer de drager van de fysische grootheid NIET mee beweegt met de fysische grootheid
• Convectie is wanneer de drager van de fysische grootheid WEL beweegt met de fysische grootheid
• Een golf is een storing (perturbatie)van een fysische grootheid ten opzichte van een referentiewaarde, die zich, zonder verandering van gedaante, voortplant door een milieu zonder dat er macroscopisch massatransport plaats vindt van dat milieu
• Hoofdclassificatie van golven

  • mechanische\elastische golven
  • materiegolven
  • elektromagnetische golven
  • gravitatiegolven
• Transversale golven zijn golven waar de trillingsrichting en voortplantingsrichting loodrecht op elkaar staan.
• Longidutinale golven zijn golven waar de trillingsrichting en voortplantingsrichting evenwijdig zijn.
• Subclassificatie

  • longidutinale golven
  • transversale golven

  • gemengde golven
• Gemengde golven:

  • Watergolven
  • Rayleigh golven
• De golffunctie 𝛅= 𝛅(r, t) is:

  • functie van tijd en ruimte
  • de pertubatie kan een andere waarden aannemen
  • in functie van de tijd op eenzelfde plaats en
  • in functie van de plaats op eenzelfde tijdstip
  • de ruimte-tijd afhankelijkheid is niet willekeurig
• Wat zijn de basisonderstellingen?

  • de dragende milieu is ideaal
  • voortplantingssnelheid v is constant
  • de golf is lineair
• Scalaire golfreëel of complex getal en kan elk punt van de ruimte op een bepaaldtijdstip associëren met een scalaire waarde, reëelof complex
• Vlakke golven

  • De meetkundige plaats van constante perturbaties
  • zijn families evenwijdige vlakken
  • golffronten zijn vlakken
  • De enige verandering in de ruimte is er één in de richting loodrecht op de vlakken
  • i.p.v Z(r,t)--> Z(x,t)
  • De amplitude van golf hangt niet af van de 𝑦 en 𝑧 coordinaat
• Harmonische golf

  • Op een vast tijdstip 𝑡 is de golffunctie deze van de 1DHarmonische Oscillator in de ruimte

  • 𝑍(𝑥, 𝑡 = 0 )= 𝐴 sin 𝑘𝑥 + 𝜑
  • Op een vaste plaats 𝑥 is de golffunctie deze van een Harmonische Oscillator in de tijd
  • 𝑍(𝑥 = 0, 𝑡) = 𝐴sin 𝜔𝑡 + 𝜑
  • De ruimte-tijd afhankelijkheid is niet willekeurig, m.a.w.er bestaat een verband tussen 𝑘 en 𝜔.
  • Harmonische golf is een zuiver sinusoïdale storing zich op perfecte manier oneindig herhaalt
  • Slechts 1 enkele frequentie, m.a.w. het is een monochromatische golf
• Lineaire golf

  • superpositieprincipe is geldig
• Bij scalaire, vlakke, harmonische, lineaire golven:

  • Ruimte-tijd afhankelijkheid
  • Galileïsche transformatie
  • De golf plant zich voort met constante snelheid 𝑣langs de +x-as
  • er bestaat een referentiestelsel S’ met coordinaten(𝑥', 𝑦', 𝑧', 𝑡) dat stilstaat t.o.v. de golf zodat 𝑥 ′ = 𝑥 − 𝑢𝑡 = 𝑥 − 𝑣𝑡
  • fysica is dezelfde voor waarnemers in S en S ’ 𝑍′(𝑥′) = 𝑍 (𝑥, 𝑡) ⇒ 𝑍 (𝑥, 𝑡)= 𝐴sin 𝑘𝑥 − 𝑘𝑣𝑡 + 𝜑 = 𝐴 sin 𝑘𝑥 − 𝑣𝑡 + 𝜑
• Fase:

  x-vt + 𝜑
• fasesnelheid v

  • kv = w => v = w/k = 𝜆f
  • snelheid is opgelegd door milieu
  • als f gekend dan is golflengte gekend
• Wat zijn vlakke monochromatische golf (VMG)


  Vlakke monochromatische golven zijn golven die zich in één enkel vlak voortplanten en slechts één enkele frequentie hebben.
• Amplitude

  • Notatie: A
  • betekenis: groote van de storing t.o.v de evenwichtstoestand
• Golfgetal

  • Notatie: k
  • formule: 𝟐π/ 𝝀
• Golflengte

  • Betekenis: afstand in de ruimte waarin de golf 1 oscillatie maakt
• Hoekfrequentie\pulsatie

  • Notatie: w
  • formule: kv
•  Periode

  • Notatie: T
  • Betekenis: tijd die golf neemt om door 1 oscillatie te gaan
  • formule: 𝟐π/ w = 1/f
• Voortplantings/ propagatie / fase snelheid

  • Notatie: v
  • formule: w/k = 𝝀f
• Frequentie

  • Notatie: f
  • Betekenis: aantal oscillaties die de golf in 1 seconde maakt
• voorbeeld mechanische golf

  Aardbeving
• voorbeeld materiegolven

  Broglie golven: 𝝀 =h/p
• voorbeeld elektromagnetische golven

  licht
• voorbeeld van longidutinale golven

  geluidsgolven