Bølge eksperimenter

Forsøg 1: En bølge er en overførsel af energi

  • Formål: At vise, at en bølge er en overførsel af energi, og at det ikke er stoffet, den bevæger sig i, der flytter sig.
  • Teori:
    • En bølge er en overførsel af energi. Det er energien, der flytter sig, ikke selve stoffet.
    • Eksempel: Dominobrikker. Når den sidste brik falder, er det ikke den samme som den første; det er energien, der er flyttet.
  • Materialer:
    • En skål med vand
    • En tændstik
    • En finger
  • Fremgangsmåde:
    1. Fyld vand i skålen.
    2. Knæk et lille stykke af tændstikken og læg det i midten.
    3. Prik til vandet med en finger for at lave en bølge.
    4. Hold afstand til tændstikken, når der prikkes.
  • Forsøgsresultater:
    • Bevægede tændstikken sig? (Ja/Nej)
  • Konklusion/Overvejelser:
    • Hvis tændstikken ikke bevæger sig, viser det at det er energien der flytter sig og ikke vandet.
    • Hvad ville der ske, hvis 5000 japanere var i en swimmingpool og der blev sat bølger i gang?
    • Hvis bølger ikke var en overførsel af energi, hvad ville der så ske med alle verdens skibe?

Forsøg 2: Typer af bølger

  • Formål: At vise, at der findes to forskellige slags bølger: Længde- og tværbølger. At repetere terminologi om bølger.
  • Teori:
    • Tværbølger: (Transversalbølger) Typisk lysbølger.
      • Højden (eller dybden) kaldes amplituden A.
      • Afstanden mellem to bølgetoppe eller bølgedale kaldes bølgelængden.
    • Længdebølger: (Longitudinalbølger) Typisk lydbølger. Bølgen bevæger sig på langs af retningen.
      • Afstanden mellem to fortykninger eller fortætninger kaldes bølgelængden.
      • Størrelsen af samlingen i fortætningerne kaldes amplituden.
  • Materialer:
    • En slinky
    • En passende lang t-shirt
  • Fremgangsmåde:
    1. Læg slinkyen på gulvet.
    2. Tag fat i den ene ende og kør den fra side til side (tværbølger).
    3. Forklar hvad der ses, brug fysiktermer.
    4. Slip slinkyen.
    5. Tag fat i den ene ende og send bølger på langs med slinkyen (længdebølger).
    6. Forklar hvad der ses, brug fysiktermer.
  • Forsøgsresultater:
    • Ingen (dansk), Ничего (russisk), nada (spansk/portugsisk), Niente (italiensk), Niets (hollandsk), ei mitään (finsk) og 아주 적은 (koreansk).
  • Konklusion/Overvejelser:
    • Er de forskellige fysiktermer forstået?
    • Hvad er forskellen på en længde- og en tværbølge? Hvad har de tilfælles?

Forsøg 3: Bølgers Egenskaber med en Slinky

  • Formål: At vise bølgers egenskaber med en slinky.

  • Teori:

    • Bølger kan:
      • Bevæge sig igennem hinanden.
      • Interferere med hinanden (forstyrre hinanden).
      • Gå om hjørner.
    • Dette er unikt for bølger.
    • Bølger kan også reflekteres, men det kan andre ting også.

  • Materialer:

    • En slinky
    • To personer

  • Fremgangsmåde:

    1. Send en bølge afsted fra hver side på samme tid.
    2. Observer hvad der sker.
    3. Prøv at sende en bølge mod venstre og den anden mod højre.

  • Konklusion/Overvejelser:

    • Hvilke to bølgeegenskaber er blevet bevist?

Forsøg 4: Bølgers Egenskaber vist med et Bølgekar

  • Formål: At vise bølgers egenskaber.

  • Teori:

    • Bølger kan:
      • Bevæge sig igennem hinanden.
      • Interferere med hinanden (forstyrre hinanden).
      • Gå om hjørner.
    • Alle egenskaber samt refleksion kan vises med et bølgekar.

  • Materialer:

    • Et bølgekar og nogle forhindringer lavet af jern, der kan sættes i bølgekarret.

  • Fremgangsmåde:

    1. Opstil forsøget som vist på tegningen.
    2. Uden frekvensgeneratoren tændt, prik samtidig med to fingre i vandet. Observer hvad der sker.
    3. Sæt plandypperen på vibratorens arm.
    4. Sæt frekvensen til 15 Hz og amplituden til maksimum.
    5. Opstil en barriere i bølgekarret. Observer hvad der sker.
    6. Sæt dobbeltdypperen på vibratorens arm og sæt frekvensen til 40 Hz. Observer hvad der sker.

  • Forsøgsresultater:

  • Konklusion/Overvejelser:

    • Hvad er blevet bevist?
    • Hvad kaldes de linjer, der kommer, når der er to dyppere?
    • Hvis kun bølger kan gå om hjørner, men lyd også kan, hvad betyder det så?

Forsøg 5: En bølges fart

  • Formål: At finde farten på en bølge og bruge bølgeformlen.
  • Teori:
    • En bølges fart afhænger af mediet, den bevæger sig i, ikke frekvens eller bølgelængde.
    • Bølgeformlen: v = f * λ, hvor v er fart, f er frekvens (Hz), og λ er bølgelængde.
  • Materialer:
    • Et bølgekar med plandypperen på vibratorens arm.
  • Fremgangsmåde:
    1. Indstil frekvensen på 10 Hz.
    2. Mål afstanden mellem to bølgetoppe (bølgelængden).
    3. Gentag med frekvenserne 20 Hz og 40 Hz.
    4. Tag tre valgfrie frekvenser og find bølgelængderne.
    5. Udregn farten for alle målingerne.
  • Forsøgsresultater:
    • Tabel med frekvens, bølgelængde og hastighed.
  • Konklusion/Overvejelser:
    • Hvad sker der, når frekvensen fordobles?
    • Fås den samme hastighed ved forskellige frekvenser? Lyder det rigtigt?

Forsøg 6: Hvad sker der, når bølger møder forhindringer?

  • Formål: At vise, hvad der sker med en bølge, når den møder forskellige typer af forhindringer.
  • Teori:
    • Spalteåbning:
      • Hvis spalteåbningen er større end bølgelængden, passerer bølgen.
      • Hvis spalteåbningen er mindre end bølgelængden, vil diffraktion opstå (bølgen bøjer om hjørnet).
    • Vanddybden ændrer sig:
      • Hvis vanddybden ændrer sig, vil bølgen blive langsommere.
    • Bølgen møder en forhindring:
      • Hvis forhindringen er mindre end bølgelængden, vil bølgen