Waves
Physics 2
Topic Outline
• Pulses in a string
• Principle of Superposition
• Periodic Waves
• Types of Waves
• Standing Waves
• Sound...
Pulses in a String
Example:
Reflection at a Boundary
Reflection and Transmission at a 
Junction
Principle of Superposition
When two pulses travel past a point in a string at the same time, the 
displacement of the stri...
Periodic Waves
Three quantities used to describe 
waves
This formula applies to all periodic waves, 
sinusoidal or not.
Example:
Period
Period T of a wave is the time required for one 
complete wave to pass a given point.
Example:
Amplitude
The Amplitude A of a wave refers to the 
maximum displacement from their normal 
positions of the particles that...
Fourier’s Theorem
A theorem by Jean 
Fourier (1768 – 1830) 
shows that any 
periodic wave of 
frequency f, 
regardless of ...
Types of Waves
Waves may be transverse, longitudinal, 
or a combination of both.
Waves in stretched string are transverse ...
Standing Waves
Standing waves are results of 
waves that travel down the string 
in both directions, are reflected at 
the...
Fundamental Frequency, Overtones, 
and Harmonics
Example:
Resonance
Resonance is the response of an oscillator 
when a driving force is applied to an 
oscillating system at a frequ...
Sound Waves
An acoustic wave is any mechanical wave that 
propagates through an elastic medium, which may be 
solid, liqui...
Speed of Sound
Waveforms of Some Musical Sounds
Beats
Beats are the loudness pulsations of a sound.
The origin of bits in sound waves Beats produced by waves whose freque...
Doppler Effect
Doppler Effect is the change in frequency of a sound brought 
about by relative motion between source and l...
Sound Intensity Level
REFERENCE:
Modern Technical Physics 6th Edition by Arthur 
Beiser
Copyright © 1992 by Addison‐Wesley Publishing 
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  1. 1. Waves Physics 2
  2. 2. Topic Outline • Pulses in a string • Principle of Superposition • Periodic Waves • Types of Waves • Standing Waves • Sound • Interference of Sound Waves • Doppler Effect • Sound Intensity
  3. 3. Pulses in a String
  4. 4. Example:
  5. 5. Reflection at a Boundary
  6. 6. Reflection and Transmission at a  Junction
  7. 7. Principle of Superposition When two pulses travel past a point in a string at the same time, the  displacement of the string at that point is the sum of the sum of the  displacement each pulse would produce there by itself.
  8. 8. Periodic Waves
  9. 9. Three quantities used to describe  waves This formula applies to all periodic waves,  sinusoidal or not.
  10. 10. Example:
  11. 11. Period Period T of a wave is the time required for one  complete wave to pass a given point.
  12. 12. Example:
  13. 13. Amplitude The Amplitude A of a wave refers to the  maximum displacement from their normal  positions of the particles that oscillate back and  forth as the wave travels by.
  14. 14. Fourier’s Theorem A theorem by Jean  Fourier (1768 – 1830)  shows that any  periodic wave of  frequency f,  regardless of its  waveform, can be  thought of as a  superposition of  sinusoidal waves  whose frequencies are  f, 2f, 3f and so on.
  15. 15. Types of Waves Waves may be transverse, longitudinal,  or a combination of both. Waves in stretched string are transverse  waves because the individual segments  of the string vibrate perpendicular to the  directions in which the waves travel. Longitudinal waves occur when the  individual particles travel back and forth  parallel to the direction in which the  waves travel. Waves in the body of water (or other  liquid) are combination of transverse  and longitudinal waves. Each molecules  moves in a circle with a period equal to  period of the wave.
  16. 16. Standing Waves Standing waves are results of  waves that travel down the string  in both directions, are reflected at  the ends, proceed across to the  opposite ends and are again  reflected, and so on. Interference is the interaction of  different wave trains. Constructive interference occurs  when the resulting composite  wave has an amplitude greater  than that of either the original  waves, and destructive  interference occurs when the  resulting composite wave has an  amplitude less than that of either  of the original waves.
  17. 17. Fundamental Frequency, Overtones,  and Harmonics
  18. 18. Example:
  19. 19. Resonance Resonance is the response of an oscillator  when a driving force is applied to an  oscillating system at a frequency near the  natural frequency of the system, the  amplitude of the oscillation becomes large.
  20. 20. Sound Waves An acoustic wave is any mechanical wave that  propagates through an elastic medium, which may be  solid, liquid or gaseous.  Sound wave is the term used to refer to mechanical  waves, usually in air, having a frequency within the  range of human hearing, about 20 Hz to 20 kHz. Infrasonic waves are those having frequency less than  20 Hz and ultrasonic waves for those frequency  greater than 20 kHz.
  21. 21. Speed of Sound
  22. 22. Waveforms of Some Musical Sounds
  23. 23. Beats Beats are the loudness pulsations of a sound. The origin of bits in sound waves Beats produced by waves whose frequencies differ by 5%
  24. 24. Doppler Effect Doppler Effect is the change in frequency of a sound brought  about by relative motion between source and listener.
  25. 25. Sound Intensity Level
  26. 26. REFERENCE: Modern Technical Physics 6th Edition by Arthur  Beiser Copyright © 1992 by Addison‐Wesley Publishing  Company, Inc. Physics for Students of Science and Engineering  by A.L. Stanford and J.M. Tanner Copyright © 1985 by Academic Press, Inc. 

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