WAVES

WAVES

A wave can be described as a disturbance that travels through a medium from one location to another location.  

The repeating and periodic disturbance that moves through a medium from one location to another is referred to as a wave. 

A pulse is a single disturbance moving through a medium from one location to another location. 

A medium is a substance or material that carries the wave. 

A wave is a disturbance of a medium which transports energy through the medium without permanently transporting matter. 

Categories of WavesA transverse wave is a wave in which particles of the medium move in a direction perpendicular to the direction that the wave moves. 

A longitudinal wave is a wave in which particles of the medium move in a direction parallel to the direction that the wave moves. 

A surface wave is a wave in which particles of the medium undergo a circular motion. Surface waves are neither longitudinal nor transverse. 

Properties of WavesParts of a transverse wave

 The crest of a wave is the point on the medium that exhibits the maximum amount of positive or upward displacement from the rest position. 

The trough of a wave is the point on the medium that exhibits the maximum amount of negative or downward displacement from the rest position. 

The amplitude of a wave refers to the maximum amount of displacement of aparticle on the medium from its rest position. 

The wavelength of a wave is simply the length of one complete wave cycle.

Parts of a longitudinal wave

A compression is a point on a medium through which a longitudinal wave is traveling that has the maximum density.

A rarefaction is a point on a medium through which a longitudinal wave is traveling that has the minimum density.  

Frequency and Period of a WaveThe frequency of a wave refers to how often the particles of the medium vibrate when a wave passes through the medium. A unit for frequency is the Hertz(abbreviated Hz) where 1 Hz is equivalent to 1 cycle/second.  The period of a wave is the time for a particle on a medium to make one complete vibration cycle. A unit for period is second. 

Energy Transport and the Amplitude of a Wave

Speed of a Wave

The speed of an object refers to how fast an object is moving and is usually expressed as the distance traveled per time of travel.

v = λ f

Sample Problem:

The water waves below are traveling along the surface of the ocean at a speed of 2.5 m/s and splashing periodically against Wilbert's perch. Each adjacent crest is 5 meters apart. The crests splash Wilbert's feet upon reaching his perch. How much time passes between each successive drenching? 

Behavior of a Wave1.Reflection

is the bouncing of waves as it hits a boundary or a surface.

A portion of the energy carried by the pulse is reflected and returns towards the left end of the rope. The disturbance that returns to the left after bouncing off the pole is known as the reflected pulse. 

Notable characteristics of the reflected pulse include:

• The speed of the reflected pulse is the same as the speed of the incident pulse.

• The wavelength of the reflected pulse is the same as the wavelength of the incident pulse.

• The amplitude of the reflected pulse is less than the amplitude of the incident pulse.

The angle of incidence is equal to the angle of reflection. 

Law of Reflection

2. Refraction involves a change in the direction of 

waves as they pass from one medium to another. Refraction, or the bending of the path of the waves, is accompanied by a change in speed and wavelength of the waves. 

3. Diffraction involves a change in direction of waves as they pass through an opening or around a barrier in their path. 

4. Wave interference is the phenomenon that occurs when 

two waves meet while traveling along the same medium. The interference of waves causes the medium to take on a shape that results from the net effect of the two individual waves upon the particles of the medium.  

Two types of Interference1.Constructive interference is a type of interference that occurs at any location along the medium where the two interfering waves have a displacement in the same direction. 

2. Destructive interference is a type of interference that occurs at any location along the medium where the two interfering waves have a displacement in the opposite direction. 

Principle of Superposition

When two waves interfere, the resulting displacement of the medium at any location is the algebraic sum of the displacements of the individual waves at that same location. 

Standing Waves Wave pattern that is characterized by points that appear to be standing still, the pattern is often called a standing wave pattern. 

Standing Waves on a String