Упругие волны. Длина волныЕсли в каком-либо месте упругой (твердой, жидкой или газообразной) среды возбудить колебания ее частиц, то вследствие взаимодействия между частицами это колебание будет распространяться в среде от частицы к частице с некоторой скоростью v. Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной. Механической волной называется процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки упругой среды к другой. Частицы среды, в которой распространяется упругая волна, не вовлекаются волной в поступательное движение, они лишь совершают колебания около своих положений равновесия. В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению распространения волны, различают продольные и поперечные волны. 1. Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волн. Рис.1. (волна на водной поверхности, волна вдоль шнура). 2. Волна называется продольной, если колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны. Рис.2. (звуковые волны, колебания поршня в трубке, заполненной газом или жидкостью, вызывают продольную упругую волну). Упругие поперечные волны могут возникать лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвигу. Поэтому в жидкой и газообразной средах возможно возникновение только продольных волн. В твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется фронтом волны (или волновым фронтом). Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства, охваченного волновым процессом. Следовательно, волновых поверхностей существует бесконечное множество, в то время как волновой фронт каждый момент времени только один. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы. Соответственно волна в этих случаях называется плоской или сферической. Линия, перпендикулярная волновой поверхности называется лучом. Луч указывает направление распространения волны. Расстояние , на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания частиц среды, называется длиной волны: v;(м), где v скорость волны, T – период колебаний. Длину волны можно определить также как расстояние между ближайшими точками среды, колеблющихся с разностью фаз, равной 2 . Скорость волны v .
|