Start › Klasy › Fizyka — Klasa 3 LO — rozszerzony › Fale i ich rodzaje

Fale i ich rodzaje

Fizyka — Klasa 3 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 2

Fale — pojęcia i rodzaje
Definicja: Fala to zaburzenie rozchodzące się w ośrodku (lub próżni dla fal elektromagnetycznych), przenoszące energię bez przenoszenia materii.
  • Fala poprzeczna: drgania prostopadle do kierunku rozchodzenia (fale elektromagnetyczne, fale na wodzie)
  • Fala podłużna: drgania równolegle do kierunku rozchodzenia (dźwięk)
Parametry fali:
  • $\lambda$ — długość fali [m]: odległość między sąsiednimi grzbietami
  • $T$ — okres [s]: czas jednego pełnego drgania
  • $f = 1/T$ — częstotliwość [Hz]
  • $v = \lambda f$ — prędkość fali [m/s]
  • $A$ — amplituda: maksymalne wychylenie od położenia równowagi
Widmo fal elektromagnetycznych (od najkrótszych): Promieniowanie γ → X → UV → widzialne → IR → mikrofale → radiowe
Wszystkie poruszają się z prędkością $c = 3 \times 10^8$ m/s w próżni.
Przykład — zjawiska falowe:
  • Odbicie: kąt padania = kąt odbicia
  • Załamanie: zmiana prędkości przy przejściu do innego ośrodka → zmiana kierunku
  • Dyfrakcja: ugięcie fali na przeszkodzie lub szczelinie
  • Interferencja: nakładanie się fal → wzmocnienie lub wygaszenie
⚡ Zapamiętaj: Częstotliwość fali zależy od ŹRÓDŁA i jest stała przy przejściu do innego ośrodka. Prędkość i długość fali się zmieniają — ale nie $f$!
Fale i ich rodzaje (klasa 2 LO)

Fala

Rozchodzące się zaburzenie przenoszące energię bez przenoszenia materii.

Poprzeczne

Drgania prostopadłe do kierunku rozchodzenia się.

Podłużne

Drgania wzdłuż kierunku fali (np. dźwięk).

∑Wzory 1

Związek prędkości, długości i częstotliwości fali
$$v = \lambda f$$

Do czego służy: podstawowy wzór falowy. $v$ — prędkość fali, $\lambda$ — długość fali, $f$ — częstotliwość. Wiąże ze sobą wszystkie trzy wielkości opisujące falę.

🧩Quizy 1

✍Zadania dodatkowe 13

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Fala rozchodzi się z prędkością $340\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ i ma częstotliwość $170\ \text{Hz}$. Oblicz długość fali.

Zadanie nr 2

Czym różni się fala poprzeczna od podłużnej? Podaj po jednym przykładzie.

Zadanie nr 3

Fala ma długość $5\ \text{m}$ i rozchodzi się z prędkością $20\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz jej częstotliwość i okres.

Zadanie nr FZ12.1

Fala o częstotliwości $500$ Hz biegnie z prędkością $340\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz jej długość.

Zadanie nr FZ12.2

Fala dźwiękowa o długości $0{,}5$ m w powietrzu ($v_p=340\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$) przechodzi do wody, gdzie prędkość dźwięku wynosi $1450\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz długość tej fali w wodzie.

Zadanie nr FZ12.3

Struna o długości $L$ zamocowana na obu końcach drga, tworząc falę stojącą o największej możliwej długości. Długość tej fali wynosi:

A $L$
B $2L$
C $\tfrac{L}{2}$
D $4L$
Zadanie nr FZ12.4

Fala przechodzi z ośrodka, w którym jej prędkość jest większa, do ośrodka, w którym jest mniejsza. Oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Częstotliwość fali maleje.
  2. Długość fali maleje.
  3. Kierunek rozchodzenia się fali odchyla się w stronę normalnej.

Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.

P/P/P 1. P, 2. P, 3. P
P/P/F 1. P, 2. P, 3. F
P/F/P 1. P, 2. F, 3. P
P/F/F 1. P, 2. F, 3. F
F/P/P 1. F, 2. P, 3. P
F/P/F 1. F, 2. P, 3. F
F/F/P 1. F, 2. F, 3. P
F/F/F 1. F, 2. F, 3. F
Zadanie nr FZ12.5

Dwa głośniki drgające zgodnie w fazie emitują fale o częstotliwości $850$ Hz ($v=340\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$). Punkt $A$ jest oddalony od nich o $10{,}5$ m i $11{,}5$ m. Ustal, czy w punkcie $A$ nastąpi wzmocnienie, czy wygaszenie dźwięku.

Zadanie nr FZ12.6

Struna o długości $0{,}6$ m i masie $1{,}2$ g jest napięta siłą $180$ N. Oblicz częstotliwość tonu podstawowego struny.

Zadanie nr FZ12.7

Fala biegnąca w ośrodku o prędkości $v_1=1500\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ pada na granicę ośrodków pod kątem $30^\circ$ i przechodzi do ośrodka o prędkości $v_2=1000\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz kąt załamania.

Zadanie nr FZ12.8

Dwie identyczne struny o długości swobodnej $L_0$ rozciągnięto: pierwszą do $L_1=1{,}01L_0$, drugą do $L_2=1{,}03L_0$. Siła napinająca jest proporcjonalna do wydłużenia. Oblicz iloraz $\dfrac{f_2}{f_1}$ częstotliwości tonów podstawowych (pomiń zmianę gęstości liniowej).

Zadanie nr FZ12.9

Fala o długości $\lambda_1=1{,}5$ cm przechodzi z ośrodka $\mathcal{O}_1$ do ośrodka $\mathcal{O}_2$, w którym prędkość jest dwa razy mniejsza. Oblicz długość fali w drugim ośrodku i uzasadnij, dlaczego częstotliwość się nie zmienia.

Zadanie nr FZ12.10

W rurze otwartej z obu stron o długości $0{,}85$ m powstaje fala stojąca. Oblicz częstotliwość tonu podstawowego i pierwszego tonu wyższego ($v=340\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$).

📄Zadania z arkuszy 3

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 4.1 · Matura 2026

Informacja do zadania 4. W ośrodku 𝒪₁ rozchodzi się płaska fala ultradźwiękowa ℱ o ustalonej amplitudzie (pomijamy pochłanianie). Pionowe odcinki to powierzchnie falowe odległe o λ₁; odcinki a i b pokrywają się z dwiema powierzchniami falowymi, a odległość a–b to 9λ₁, przebyta w czasie Δtab = 0,07 ms.

Zadanie 4.1. Oblicz f — częstotliwość opisanej fali ultradźwiękowej.

Zadanie nr 4.2 · Matura 2026

Zadanie 4.2. Natężenie fali ℱ w połowie odległości między a i b w porównaniu do natężenia na odcinku b jest…

A 4 razy większe
B 2 razy większe
C √2 razy większe
D takie samo
Zadanie nr 4.3 · Matura 2026

Zadanie 4.3. Fala płaska ℱ dociera do przeszkody z wąską szczeliną (ten sam ośrodek za i przed). Który rysunek (A–D) prawidłowo przedstawia powierzchnie falowe po przejściu przez szczelinę?

A Za szczeliną powierzchnie falowe stają się łukowe (koliste) — fala ugięta
B Powierzchnie pozostają płaskie, bez zmian
C Fala całkowicie odbija się od przeszkody
D Powstają tylko dwie płaskie wiązki boczne
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.