Механични вълни

Вълнов процес

1. Какво е механична вълна?

   • Пренасяне на вещество от едно място на друго
   • Трептене на едно тяло около равновесното му положение
   • Разпространение на трептения в еластична среда
   • Разпространение на светлина във вакуум

   Отговор: Разпространение на трептения в еластична среда

   Трептенията на една частица се предават на съседните и процесът се разпространява в средата.

2. Какво пренася механичната вълна?

   • Вещество, без да пренася енергия
   • И вещество, и енергия
   • Само заряд
   • Енергия, без да пренася вещество

   Отговор: Енергия, без да пренася вещество

   Частиците само трептят около местата си, а напред се предава енергията.

3. Кое от изброените е механична вълна?

   • Светлината
   • Вълните по водата
   • Радиовълните
   • Рентгеновите лъчи

   Отговор: Вълните по водата

   Вълните по водата се разпространяват в еластична среда, а другите са електромагнитни.

4. Какво е необходимо, за да възникне механична вълна?

   • Само източник на светлина
   • Източник на трептения и еластична среда
   • Вакуум и магнит
   • Електричен ток и проводник

   Отговор: Източник на трептения и еластична среда

   Без трептящ източник няма какво да се разпространява, а без среда няма през какво.

5. Може ли механична вълна да се разпространява във вакуум?

   • Да, най-бързо е във вакуум
   • Не, тя се нуждае от среда
   • Да, но само напречна
   • Само ако е много силна

   Отговор: Не, тя се нуждае от среда

   Механичната вълна се предава чрез взаимодействието между частиците на средата.

6. Как се нарича най-ниската точка на вълна по водата?

   • Долина
   • Гребен
   • Фронт
   • Лъч

   Отговор: Долина

   Най-високите точки са гребени, а най-ниските са долини.

7. Какво прави поплавък на водата, когато под него минава вълна?

   • Трепти нагоре-надолу около едно място
   • Отнася се от вълната до брега
   • Остава напълно неподвижен
   • Потъва на дъното

   Отговор: Трепти нагоре-надолу около едно място

   Вълната пренася енергия, но не пренася веществото; поплавъкът само трепти.

8. Каква е честотата на трептене на частиците на средата спрямо честотата на източника на вълната?

   • Два пъти по-голяма
   • Същата
   • Два пъти по-малка
   • Зависи от разстоянието

   Отговор: Същата

   Всяка частица повтаря трептенето на източника със закъснение, но със същата честота.

9. Хората на стадион правят „вълна“, като стават и сядат. Какво показва този пример?

   • Хората се преместват по стадиона
   • Вълната пренася вещество
   • Смущението се предава, а хората остават на местата си
   • Вълната не пренася нищо

   Отговор: Смущението се предава, а хората остават на местата си

   Всеки човек само става и сяда, а „вълната“ обикаля стадиона, както при механичната вълна.

10. Защо кръговите вълни от камък, хвърлен в езеро, отслабват с отдалечаването?

    • Скоростта на вълната намалява до нула
    • Честотата на вълната се увеличава
    • Водата поглъща цялата енергия веднага
    • Енергията се разпределя по все по-дълга окръжност и част от нея се губи

    Отговор: Енергията се разпределя по все по-дълга окръжност и част от нея се губи

    Една и съща енергия се разпределя на все по-голяма дължина на фронта, а триенето отнема още част.

11. Какво става с механична вълна, когато срещне твърда преграда, например брега?

    • Изчезва без следа
    • Ускорява се
    • Превръща се в звук
    • Отразява се

    Отговор: Отразява се

    Вълната се отразява и се връща назад; така се получава и ехото при звука.

12. Как се нарича промяната на посоката на вълната, когато тя преминава в друга среда?

    • Отражение
    • Затихване
    • Резонанс
    • Пречупване

    Отговор: Пречупване

    При преминаване в друга среда скоростта на вълната се променя и тя се пречупва.

13. Кои частици на средата трептят еднакво (в една и съща фаза)?

    • Частиците, отдалечени на половин дължина на вълната
    • Частиците, отдалечени на четвърт дължина на вълната
    • Частиците, отдалечени на една дължина на вълната
    • Частиците, отдалечени на една амплитуда

    Отговор: Частиците, отдалечени на една дължина на вълната

    Дължината на вълната е най-малкото разстояние между точки, които трептят в една и съща фаза.

14. Защо при вълна съседните частици на средата започват да трептят със закъснение една спрямо друга?

    • Трептенето се предава от частица на частица чрез взаимодействие за крайно време
    • Защото частиците имат различни маси
    • Защото източникът трепти неравномерно
    • Защото всяка частица има собствен източник

    Отговор: Трептенето се предава от частица на частица чрез взаимодействие за крайно време

    Затова вълната се разпространява с определена, крайна скорост.

15. Как се нарича наслагването на две вълни, при което в някои точки трептенията се усилват, а в други отслабват?

    • Дифракция
    • Интерференция
    • Поляризация
    • Дисперсия

    Отговор: Интерференция

    Където вълните пристигат в една фаза, се усилват, а където са в противоположни фази, се отслабват.

Дължина и скорост

1. Как се нарича разстоянието между два съседни гребена на вълна?

   • Дължина на вълната
   • Амплитуда
   • Период
   • Честота

   Отговор: Дължина на вълната

   Дължината на вълната λ е пътят, който вълната изминава за един период.

2. По коя формула се свързват скоростта, дължината и честотата на вълната?

   • u = λ/ν
   • u = ν/λ
   • u = λν
   • u = λ + ν

   Отговор: u = λν

   За един период вълната изминава една дължина на вълната.

3. В каква единица се измерва дължината на вълната?

   • Херц
   • Секунда
   • Метър
   • Метър в секунда

   Отговор: Метър

   Дължината на вълната е разстояние и се измерва в метри.

4. Вълна има период 0,5 s и дължина 3 m. Каква е скоростта ѝ?

   • 6 m/s
   • 1,5 m/s
   • 3,5 m/s
   • 0,17 m/s

   Отговор: 6 m/s

   u = λ/T = 3 m : 0,5 s = 6 m/s.

5. Какво разстояние изминава вълната за време, равно на един период?

   • Една амплитуда
   • Половин дължина на вълната
   • Една дължина на вълната
   • Четири амплитуди

   Отговор: Една дължина на вълната

   Това следва от u = λ/T.

6. Вълна по водата се разпространява със скорост 2 m/s. Какво разстояние изминава за 10 s?

   • 5 m
   • 12 m
   • 0,2 m
   • 20 m

   Отговор: 20 m

   s = vt = 2 · 10 = 20 m.

7. Вълна по въже се разпространява със скорост 4 m/s при честота 8 Hz. Каква е дължината ѝ?

   • 32 m
   • 0,5 m
   • 2 m
   • 0,05 m

   Отговор: 0,5 m

   λ = u/ν = 4 : 8 = 0,5 m.

8. Как се изменя дължината на вълната, ако честотата на източника се удвои в същата среда?

   • Намалява 2 пъти
   • Увеличава се 2 пъти
   • Не се променя
   • Увеличава се 4 пъти

   Отговор: Намалява 2 пъти

   Скоростта в средата е същата, а λ = u/ν.

9. От какво зависи скоростта на механичната вълна?

   • От свойствата на средата
   • От амплитудата
   • От размера на източника
   • От продължителността на трептенето

   Отговор: От свойствата на средата

   Скоростта на вълната се определя от еластичността и плътността на средата.

10. Лодка се издига на вълните 10 пъти за 20 s, а разстоянието между гребените е 6 m. Каква е скоростта на вълните?

    • 12 m/s
    • 3 m/s
    • 1,5 m/s
    • 30 m/s

    Отговор: 3 m/s

    T = 20 : 10 = 2 s; u = λ/T = 6 : 2 = 3 m/s.

11. Разстоянието между гребен и съседната долина на вълна е 1,5 m. Каква е дължината на вълната?

    • 1,5 m
    • 0,75 m
    • 6 m
    • 3 m

    Отговор: 3 m

    Между гребен и съседна долина е половин дължина на вълната.

12. Вълна с честота 2 Hz изминава 12 m за 3 s. Каква е дължината ѝ?

    • 6 m
    • 2 m
    • 4 m
    • 24 m

    Отговор: 2 m

    v = 12/3 = 4 m/s; λ = v/ν = 4/2 = 2 m.

13. Вълна преминава в друга среда, където скоростта ѝ е 2 пъти по-малка. Какво става с честотата и дължината ѝ?

    • Честотата намалява 2 пъти, дължината не се променя
    • Честотата не се променя, дължината намалява 2 пъти
    • И двете намаляват 2 пъти
    • Честотата нараства 2 пъти, дължината намалява 4 пъти

    Отговор: Честотата не се променя, дължината намалява 2 пъти

    Честотата се определя от източника; от u = λν следва, че λ намалява толкова пъти, колкото и u.

14. Най-близките точки на въже, които трептят в противоположни фази, са на 0,6 m. Честотата е 5 Hz. Каква е скоростта на вълната?

    • 3 m/s
    • 6 m/s
    • 12 m/s
    • 0,12 m/s

    Отговор: 6 m/s

    Противоположни фази има на λ/2, значи λ = 1,2 m и u = λν = 6 m/s.

15. Гребен на вълна изминава 4,5 m за 3 s, а разстоянието между първия и петия гребен е 6 m. Каква е честотата на вълната?

    • 0,75 Hz
    • 1,25 Hz
    • 4 Hz
    • 1 Hz

    Отговор: 1 Hz

    v = 4,5/3 = 1,5 m/s; между първия и петия гребен има 4 дължини, λ = 1,5 m; ν = v/λ = 1 Hz.

Надлъжни и напречни

1. Как се наричат вълните, при които частиците трептят по посоката на разпространение?

   • Напречни
   • Кръгови
   • Стоящи
   • Надлъжни

   Отговор: Надлъжни

   При надлъжните вълни се редуват сгъстявания и разреждания на средата.

2. Какъв вид вълна се получава по опънато въже, когато движим края му нагоре-надолу?

   • Надлъжна
   • Напречна
   • Звукова
   • Сеизмична

   Отговор: Напречна

   Частиците трептят нагоре-надолу, перпендикулярно на посоката по въжето.

3. Какъв вид вълна се получава в дълга мека пружина, когато бутаме края ѝ напред-назад по оста?

   • Надлъжна
   • Напречна
   • Повърхностна
   • Електромагнитна

   Отговор: Надлъжна

   Навивките трептят по посоката на разпространение и се образуват сгъстявания и разреждания.

4. В коя от средите могат да се разпространяват само надлъжни механични вълни?

   • Във въздуха
   • В стоманен прът
   • В дървена греда
   • В леда

   Отговор: Във въздуха

   В газовете няма еластичност на формата, затова напречни вълни в тях не възникват.

5. Какво се образува в средата при надлъжна вълна?

   • Гребени и долини
   • Вихри
   • Мехурчета
   • Сгъстявания и разреждания

   Отговор: Сгъстявания и разреждания

   Частиците трептят по посоката на разпространение и ту се сближават, ту се раздалечават.

6. Как трептят частиците при напречна вълна спрямо посоката на разпространение?

   • По същата посока
   • Перпендикулярно на нея
   • Срещу нея
   • Не трептят

   Отговор: Перпендикулярно на нея

   При напречните вълни трептенето е перпендикулярно на посоката на разпространение.

7. Какво е вълнов фронт?

   • Най-високата точка на вълната
   • Повърхнината, до която е достигнала вълната в даден момент
   • Посоката на разпространение на вълната
   • Разстоянието между два гребена

   Отговор: Повърхнината, до която е достигнала вълната в даден момент

   Всички точки на фронта трептят в една и съща фаза.

8. В коя среда могат да се разпространяват напречни механични вълни?

   • В твърдите тела
   • Във въздуха
   • Във всички газове
   • Във вакуума

   Отговор: В твърдите тела

   Само твърдите тела се съпротивляват на промяна на формата (плюс повърхността на течностите).

9. В кои среди могат да се разпространяват надлъжни механични вълни?

   • Само в газове
   • Само в твърди тела
   • В газове, течности и твърди тела
   • Само във вакуум

   Отговор: В газове, течности и твърди тела

   Надлъжните вълни изискват само еластичност на обема, която имат всички среди.

10. Какво е лъч при вълните?

    • Линия, успоредна на вълновия фронт
    • Най-голямото отклонение на частиците
    • Гребенът на вълната
    • Линия, която показва посоката на разпространение и е перпендикулярна на фронта

    Отговор: Линия, която показва посоката на разпространение и е перпендикулярна на фронта

    Лъчите сочат накъде се пренася енергията.

11. Каква форма има вълновият фронт на вълна от точков източник в еднородна среда?

    • Равнина
    • Куб
    • Сфера
    • Права линия

    Отговор: Сфера

    Вълната се разпространява с еднаква скорост във всички посоки.

12. Как се движат частиците на водата при вълните по повърхността ѝ?

    • Само по посоката на вълната
    • Само нагоре-надолу, строго вертикално
    • Изобщо не се движат
    • Приблизително по окръжности

    Отговор: Приблизително по окръжности

    Повърхностните вълни по водата съчетават надлъжни и напречни трептения.

13. Защо в газовете не се разпространяват напречни вълни?

    • Газовете нямат маса
    • Газовете не се съпротивляват на промяна на формата (нямат еластичност на формата)
    • Молекулите на газа не се движат
    • Газовете са прозрачни

    Отговор: Газовете не се съпротивляват на промяна на формата (нямат еластичност на формата)

    Напречната вълна изисква сили, които връщат слоевете при изместване един спрямо друг; в газовете такива няма.

14. Каква е формата на малка част от сферичния фронт много далеч от източника?

    • Малка сфера около наблюдателя
    • Точка
    • Почти равнина, а лъчите са почти успоредни
    • Спирала

    Отговор: Почти равнина, а лъчите са почти успоредни

    При голям радиус малкият участък от сферата е почти плосък; така говорим за плоска вълна.

15. Какво твърди принципът на Хюйгенс?

    • Всяка точка от вълновия фронт е източник на вторични вълни
    • Вълните пренасят вещество
    • Скоростта на вълната зависи от амплитудата
    • Вълните не се отразяват

    Отговор: Всяка точка от вълновия фронт е източник на вторични вълни

    Обвивката на вторичните вълни дава новото положение на фронта.

Сеизмични вълни

1. Как се нарича мястото в недрата на Земята, откъдето започва земетресението?

   • Хипоцентър (огнище)
   • Епицентър
   • Ядро
   • Кратер

   Отговор: Хипоцентър (огнище)

   Хипоцентърът е огнището; точката на повърхността над него е епицентърът.

2. Как се нарича точката на земната повърхност точно над огнището на земетресението?

   • Епицентър
   • Хипоцентър
   • Кратер
   • Разлом

   Отговор: Епицентър

   Хипоцентърът е в дълбочина, а епицентърът е над него на повърхността.

3. Какъв вид вълни са сеизмичните P-вълни?

   • Напречни
   • Надлъжни
   • Повърхностни
   • Електромагнитни

   Отговор: Надлъжни

   P-вълните са вълни на сгъстяване и разреждане, т.е. надлъжни.

4. Какъв вид вълни са сеизмичните S-вълни?

   • Надлъжни
   • Повърхностни
   • Напречни
   • Звукови

   Отговор: Напречни

   S-вълните (вторични) са напречни, а P-вълните (първични) са надлъжни.

5. Кои сеизмични вълни пристигат първи до сеизмичната станция?

   • S-вълните
   • Повърхностните вълни
   • Всички пристигат едновременно
   • P-вълните

   Отговор: P-вълните

   P-вълните са надлъжни и най-бързи (от „primary“, първични).

6. Какво причинява повечето земетресения?

   • Приливите
   • Вятърът
   • Движението на литосферните плочи
   • Слънчевата активност

   Отговор: Движението на литосферните плочи

   Напрежението при движението на плочите се освобождава внезапно по разломите.

7. С кой уред се записват колебанията на земната повърхност при земетресение?

   • Барометър
   • Анемометър
   • Хигрометър
   • Сеизмограф

   Отговор: Сеизмограф

   Сеизмографът записва трептенията на почвата.

8. Защо S-вълните не преминават през външното ядро на Земята?

   • Защото е много горещо
   • Защото то е течно
   • Защото е от желязо
   • Защото е твърде далеч

   Отговор: Защото то е течно

   S-вълните са напречни и не се разпространяват в течности.

9. Как се наричат по-слабите трусове, които следват след главния трус?

   • Вторични трусове (афтършокове)
   • Предтрусове
   • Цунами
   • Епицентри

   Отговор: Вторични трусове (афтършокове)

   След силно земетресение земната кора се успокоява с поредица от по-слаби трусове.

10. Кои сеизмични вълни обикновено причиняват най-големите разрушения?

    • Повърхностните
    • P-вълните
    • S-вълните
    • Звуковите

    Отговор: Повърхностните

    Повърхностните вълни се движат по повърхността, имат голяма амплитуда и силно разклащат сградите.

11. Какво е цунами?

    • Силен вятър над океана
    • Огромна морска вълна, предизвикана най-често от подводно земетресение
    • Вълна, причинена от прилива
    • Подземна вълна в скалите

    Отговор: Огромна морска вълна, предизвикана най-често от подводно земетресение

    Трусът под дъното издига огромен обем вода и вълната расте до брега.

12. Най-малко от колко сеизмични станции са нужни данни, за да се определи епицентърът?

    • От 1
    • От 2
    • От 10
    • От 3

    Отговор: От 3

    Всяка станция дава разстоянието до огнището, а пресичането на три окръжности дава мястото.

13. P-вълните се движат с 6 km/s, а S-вълните с 3,5 km/s. S-вълната пристига 50 s след P-вълната. На какво разстояние е огнището?

    • 175 km
    • 300 km
    • 420 km
    • 850 km

    Отговор: 420 km

    d/3,5 − d/6 = 50, откъдето d = 420 km.

14. Колко пъти приблизително нараства амплитудата на записаните трептения, когато магнитудът по Рихтер се увеличи с 1?

    • 2 пъти
    • 100 пъти
    • 1000 пъти
    • 10 пъти

    Отговор: 10 пъти

    Скалата на Рихтер е логаритмична: всяка единица означава 10 пъти по-голяма амплитуда (и около 32 пъти повече енергия).

15. Около колко пъти нараства отделената енергия, когато магнитудът се увеличи с 1?

    • 2 пъти
    • ≈ 32 пъти
    • 10 пъти
    • 1000 пъти

    Отговор: ≈ 32 пъти

    Енергията нараства около 10^1,5 ≈ 32 пъти при увеличаване на магнитуда с единица.

При земетресение

1. Какво трябва да направите, ако сте навън по време на земетресение?

   • Да отидете на открито място, далеч от сгради, стълбове и жици
   • Да влезете веднага в най-близката сграда
   • Да застанете под балкон
   • Да се скриете до висока стена

   Отговор: Да отидете на открито място, далеч от сгради, стълбове и жици

   Най-голямата опасност навън са падащите предмети и срутващите се стени.

2. Какво трябва да направите, ако сте в кола по време на земетресение?

   • Да спрете далеч от мостове, сгради и стълбове и да останете в колата
   • Да карате бързо към моста
   • Да спрете в тунел
   • Да слезете и да застанете до стълб

   Отговор: Да спрете далеч от мостове, сгради и стълбове и да останете в колата

   Колата пази от падащи предмети, ако е на открито място.

3. От какво трябва най-много да се пазим в сграда по време на труса?

   • От шума
   • От тъмнината
   • От студа
   • От падащи предмети и счупени стъкла

   Отговор: От падащи предмети и счупени стъкла

   Най-много наранявания причиняват падащите предмети, мебели и стъкла.

4. Коя скала описва магнитуда (отделената енергия) на земетресението?

   • Скалата на Бофорт
   • Скалата на Целзий
   • Скалата на Моос
   • Скалата на Рихтер

   Отговор: Скалата на Рихтер

   Магнитудът по Рихтер е свързан с енергията, отделена в огнището.

5. Коя скала оценява силата на земетресението по последиците му (по разрушенията)?

   • Скалата на Бофорт
   • Скалата на Целзий
   • MSK-64 (Медведев-Шпонхойер-Карник)
   • Скалата на Моос

   Отговор: MSK-64 (Медведев-Шпонхойер-Карник)

   Тя описва интензитета в степени (I до XII) според въздействието върху хората и сградите.

6. Какво трябва да направим след земетресение, ако усетим миризма на газ?

   • Да запалим свещ
   • Да спрем газта, да не палим огън и да проветрим
   • Да включим осветлението
   • Да не правим нищо

   Отговор: Да спрем газта, да не палим огън и да проветрим

   Искра или огън могат да предизвикат взрив при изтичане на газ.

7. Къде е най-безопасно да застанете в стаята при земетресение?

   • До прозореца
   • На стълбището
   • Под здрава маса или до вътрешна носеща стена, далеч от прозорци
   • Под полилея

   Отговор: Под здрава маса или до вътрешна носеща стена, далеч от прозорци

   Масата пази от падащи предмети, а носещите стени са най-устойчиви.

8. На кой единен европейски номер се търси спешна помощ след земетресение?

   • 911
   • 100
   • 112
   • 150

   Отговор: 112

   112 е единният номер за спешни повиквания в ЕС, включително в България.

9. Какво трябва да направим, ако сме на плажа и след силно земетресение морето внезапно се отдръпне?

   • Да отидем да събираме миди
   • Да останем на брега
   • Бързо да се отдалечим на високо място
   • Да влезем във водата

   Отговор: Бързо да се отдалечим на високо място

   Отдръпването на морето може да е признак за приближаващо цунами.

10. Какво трябва да направите, когато трусът спре, ако сте в сграда?

    • Да останете вътре и да подреждате вещите
    • Да се качите на покрива
    • Да излезете спокойно по стълбите, без асансьор, на открито място
    • Да запалите свещ, ако няма ток

    Отговор: Да излезете спокойно по стълбите, без асансьор, на открито място

    Сградата може да е повредена, асансьорът може да блокира, а при изтичане на газ открит огън е опасен.

11. Какво е добре да има в аварийната раница за бедствия?

    • Вода, храна, фенерче, аптечка и копия на документите
    • Само мобилен телефон
    • Само дрехи
    • Телевизор и зарядно

    Отговор: Вода, храна, фенерче, аптечка и копия на документите

    Тези вещи помагат да се изкарат първите денонощия след бедствие.

12. Кой град в Северна България е силно разрушен от земетресение през 1986 г.?

    • Стражица
    • Варна
    • Плевен
    • Видин

    Отговор: Стражица

    Стражишкото земетресение от 7 декември 1986 г. разрушава много сгради в града.

13. Кое силно земетресение разрушава Чирпан и Пловдив през 1928 г.?

    • Крупнишкото земетресение
    • Вранчанското земетресение
    • Шабленското земетресение
    • Чирпанско-Пловдивските земетресения

    Отговор: Чирпанско-Пловдивските земетресения

    През април 1928 г. поредица силни трусове в Южна България разрушават Чирпан, Пловдив и много села.

14. Кое силно земетресение през 1977 г. с огнище в Румъния (Вранча) причинява тежки разрушения в Свищов?

    • Чирпанското земетресение
    • Крупнишкото земетресение
    • Шабленското земетресение
    • Вранчанското земетресение

    Отговор: Вранчанското земетресение

    На 4 март 1977 г. трусът във Вранча разрушава сгради в Свищов и отнема човешки животи.

15. Кое е най-силното земетресение на територията на България през XX век?

    • Чирпанското (1928 г.)
    • Стражишкото (1986 г.)
    • Вранчанското (1977 г.)
    • Крупнишкото (1904 г.)

    Отговор: Крупнишкото (1904 г.)

    Крупнишкото земетресение от 4 април 1904 г. в долината на Струма е с магнитуд около 7,8.

Финален въпрос