Learning Objective 14.1.A: Describe the physical properties of waves and wave pulses.
- 14.1.A.1 Waves transfer energy between two locations without transferring matter between those locations.
- 14.1.A.1.i A wave pulse is a single disturbance that transfers energy without transferring matter between two locations.
- 14.1.A.1.ii A wave is modeled as a continuous, periodic disturbance with well-defined wavelength and frequency.
- 14.1.A.2 Mechanical waves or wave pulses require a medium in which to propagate. Electromagnetic waves or wave pulses do not require a medium in which to propagate.
- 14.1.A.3 The speed at which a wave or wave pulse propagates through a medium depends on the type of wave and the properties of the medium.
- 14.1.A.3.i The speed of all electromagnetic waves in a vacuum is a universal physical constant, $c = 3.00 \times 10^{8}$ m/s.
- 14.1.A.3.ii The speed at which a wave pulse or wave propagates along a string is dependent upon the tension in the string, $F_T$, and the mass per length of the string.
- Equation: $v_{\text{string}} = \sqrt{\dfrac{F_T}{m/\ell}}$
- 14.1.A.3.iii In a given medium, the speed of sound waves increases with the temperature of the medium.
- 14.1.A.4 In a transverse wave, the direction of the disturbance is perpendicular to the direction of propagation of the wave.
- 14.1.A.5 In a longitudinal wave, the direction of the disturbance is parallel to the direction of propagation of the wave.
- 14.1.A.5.i Sound waves are modeled as mechanical longitudinal waves.
- 14.1.A.5.ii The regions of high and low pressure in a sound wave are called compressions and rarefactions, respectively.
- 14.1.A.6 Amplitude is the maximum displacement of a wave from its equilibrium position.
- 14.1.A.6.i The amplitude of a longitudinal pressure wave may be determined by the maximum increase or decrease in pressure from equilibrium pressure.
- 14.1.A.6.ii The loudness of a sound increases with increasing amplitude.
- 14.1.A.6.iii The energy carried by a wave increases with increasing amplitude.
Mục tiêu học tập 14.1.A: Mô tả các tính chất vật lý của sóng và xung sóng.
- 14.1.A.1 Sóng truyền năng lượng giữa hai vị trí mà không truyền vật chất giữa các vị trí đó.
- 14.1.A.1.i Một xung sóng là một nhiễu động đơn lẻ truyền năng lượng mà không truyền vật chất giữa hai vị trí.
- 14.1.A.1.ii Sóng được mô hình hóa là một nhiễu động liên tục, chu kỳ có bước sóng và tần số xác định rõ ràng.
- 14.1.A.2 Sóng cơ hoặc xung sóng cần môi trường để lan truyền. Sóng điện từ hoặc xung sóng không cần môi trường để lan truyền.
- 14.1.A.3 Tốc độ lan truyền của sóng hoặc xung sóng trong môi trường phụ thuộc vào loại sóng và tính chất của môi trường.
- 14.1.A.3.i Tốc độ của tất cả các sóng điện từ trong chân không là hằng số vật lý phổ quát, $c = 3.00 \times 10^{8}$ m/s.
- 14.1.A.3.ii Tốc độ lan truyền của một xung sóng hoặc sóng dọc theo dây phụ thuộc vào lực căng của dây, $F_T$, và khối lượng trên đơn vị chiều dài của dây.
- Phương trình: $v_{\text{string}} = \sqrt{\dfrac{F_T}{m/\ell}}$
- 14.1.A.3.iii Trong một môi trường nhất định, tốc độ của sóng âm tăng lên khi nhiệt độ của môi trường tăng.
- 14.1.A.4 Trong sóng ngang, hướng của nhiễu động vuông góc với hướng lan truyền của sóng.
- 14.1.A.5 Trong sóng dọc, hướng của nhiễu động song song với hướng lan truyền của sóng.
- 14.1.A.5.i Sóng âm được mô hình hóa là sóng cơ dọc.
- 14.1.A.5.ii Các vùng áp suất cao và thấp trong sóng âm được gọi lần lượt là nén và giãn.
- 14.1.A.6 Biên độ là độ lệch cực đại của sóng so với vị trí cân bằng.
- 14.1.A.6.i Biên độ của sóng áp suất dọc có thể được xác định bởi mức tăng hoặc giảm áp suất cực đại so với áp suất cân bằng.
- 14.1.A.6.ii Độ to của âm thanh tăng lên khi biên độ tăng.
- 14.1.A.6.iii Năng lượng mang theo bởi sóng tăng lên khi biên độ tăng.

