Värähtely on yleistä luonnossa. Jouset, jännitetyt kielet, puut, molekyylit, ytimet ja jopa planeetat ja tähdet värähtelevät. Myös aallot ovat värähtelyä. Kun aaltoliike etenee aineessa, aineen osaset ovat värähdysliikkeessä. Erilaisille mekaanisille aaltoliikkeille voidaan löytää yhteisiä lainalaisuuksia.
HUOM! Tämä verkkosivu perustuu vanhaan opetussunnitelmaan, eikä sitä ole päivitetty. Otathan huomioon harjoittelussasi, etteivät kaikki tiedot välttämättä ole ajantasalla.
Tietolaatikko
Opetussuunnitelman mukaiset kurssin tavoitteet ovat, että opiskelija
- saa yleiskuvan luonnon jaksollisista ilmiöistä ja perehtyy niitä selittäviin keskeisiin periaatteisiin
- perehtyy värähdys- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä, ääntä tai sähkömagneettisia aaltoja.
Äänioppi eli akustiikka on erittäin laaja tieteen laji. Esimerkiksi musiikki on fysiikkaa, jossa erilaiset mekaaniset värähtelijät luovat erilaisia ääniaaltojen summia. Ääni tarvitsee väliaineen edetäkseen, ja ihminen aistii ilmanpaineen vaihtelut äänenä.
Valo on sähkömagneettisen spektrin ihmissilmällä nähtävä osa. Valonsäteiden kulkua voidaan ohjata erilaisten linssi- ja peilisysteemien avulla, joista sovelluksena ovat esimerkiksi silmälasit, kamera ja kaukoputki.
Antennin polttopiste
Lämmönlähde viedään vähän matkan päähän parabolisesta antennista, jotta nähdään kuinka kovera peili kerää ja kohdistaa säteen. Lämmönlähteessä on kolme tulitikkua jonossa. Vain keskimmäinen tikuista syttyy. Lämpösäteet osuvat koveralle pinnalle ja heijastuvat sisäänpäin. Riippumatta mihin kohtaan peiliä säteet osuvat, ne heijastuvat samaan pisteeseen. Tätä pistettä kutsutaan antennin polttopisteeksi.
Aaltoliike
Kun jousta liikutetaan sivuttain, syntyy poikittainen aaltoliike. Kun taas pulssi on jousen suuntainen, syntyy pitkittäinen aaltoliike. Kummassakin tapauksessa energia siirtyy jousta pitkin, vaikka jousi ei liiku lainkaan eteenpäin.
Valoaallot ja veden aallot ovat poikittaisia aaltoliikkeitä. Ääni taas on ilmassa etenevä pitkittäinen paineaaltoliike.
Ultraääniaallot
Veneissä ja laivoissa käytetään syvyyden mittaamisen apuna kaikuluotausta. Veneestä lähetetään veden pohjaan korkeataajuuksisia ultraääniaaltoja, jotka heijastuvat pohjasta takaisin veneeseen. Heijastumiseen kuluvan ajan ja ääniaallon nopeuden perusteella voidaan laskea etäisyys. Myös lepakot käyttävät saalistaessaan kaikuluotaustekniikkaa. Ultraääniaaltoja käytetään myös sairaalassa esimerkikisi tutkittaessa syntymätöntä lasta.
Valon heijastuminen
Heijastumista tapahtuu, kun valo osuu johonkin pintaan ja ponnahtaa siitä takaisin. Myös aaltojen heijastumista voidaan tutkia aaltoaltaan avulla. Veden liike heijastuu altaan pohjaan, missä se näkyy raitaliikkeenä.
