Механические колебания и волны

40. Гармонические колебания и их характеристики.

Гармонические колебания – колебания, при которых физ. величина изменяется с течением времени по гармонического (синусоидальному, косинусоидальному) закону.

Характеристики:

1.Амплитуда – максимальное отклонение от начального положения. (м) А

2.Период – физ. величина, характеризующая время одного полного колебания. (с) Т

3.Частота – физ. величина, определяющая кол-во колебаний, совершённых в единицу времени. (Гц) Ню

41. Механические гармонические колебания: пружинный и математический маятники.

Мат. маятник движется в одной плоскости, а пружинный – по одной прямой.

Мат. маятник – это идеализированная система, состоящая из м. точки массой m, подвешенной на нерастяжимой невесомой нити и колеблющейся под действием силы тяжести. (T0 = 2πкорLg).

Пружинный – это груз массой m, подвешенный на абсолютно упругой пружине и совершающий гармонические колебание под действием упругой силы. (F=-kx, где k-коэф. жесткости).

42. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс.

Затухающие – колебания, при которых амплитуда колебаний уменьшается с течением времени, что обусловлено потерей энергии колебательной системы.

Вынужденные – это колебания, происходящие под действием внешней периодически действующей силы. (детские качели)

Резонанс – резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний.

Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы.

43. Механические волны. Продольные и поперечные волны. Гармонические волны и их характеристики.

Мех. волна – процесс распространения колебаний в упругой среде (твёрдой, жидкой, газообразной).

Продольная волна – это волна, при распространении которой смещение частиц происходит в направлении распространения волны.

Поперечная волна – это волна, при распространении которой смещение частиц среды происходит в направлении, перпендикулярном распространению волны.

Гармонические колебания – колебания, при которых физ. величина изменяется с течением времени по гармонического (синусоидальному, косинусоидальному) закону.

Характеристики:

1.Амплитуда – максимальное отклонение от начального положения. (м) А

2.Период – физ. величина, характеризующая время одного полного колебания. (с) Т

3.Частота – физ. величина, определяющая кол-во колебаний, совершённых в единицу времени. (Гц) Ню

44. Волновое уравнение.

Уравнением волны называют выражение, которое описывает изменения колеблющейся величины (кси), как функцию координат и времени.

(написать уравнение)

Оптика

45. Электромагнитные волны. Волновая оптика.

Электромагнитные волны (также называют как электромагнитное излучение) — это распространение в пространстве переменных электрических и магнитных полей. Другими словами, это поперечные волны, распространяющиеся со скоростью 300 000 км/с в вакууме.

Волновая оптика – это отдел физической оптики, в котором изучают интерференцию, дифракцию, поляризацию и др. явления, для понимаю которых необходимо и достаточно представление о волновой природе света. (корпускулярная теория Ньютона и волновая Гюгенса – 17в., электромагн. теория света Максвелла – конец 19 в.)

46. Принцип суперпозиции. Когерентность. Интерференция волн. Оптическая длина пути.

Если среда, в которой распространяются одновременно несколько волн линейно, т.е. ее св-ва не изменяются под действием возмущений, создаваемых волной, то применяется принцип суперпозиции (наложения волн): каждая из них распространяется так, будто др. волны отсутствуют, а результирующее смещение частицы среды равно геометрической сумме смещения всех волн.

Когерентность – заключается в том, что между двумя или более множествами волн имеется постоянное соотношение фаз.

*Когерентные волны – если разность их фаз остаётся постоянной во времени (могут быть одной частоты).

Интерференция – явления наложения волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление колебаний (максимумы и минимумы интенсивности).

Оптическая длина пути – это расстояние, на которое свет (оптическое излучение) распространился бы в вакууме за время его прохождения между точками среды.

47. Дифракция. Принцип Гюйгенса- Френеля.

Дифракция – отклонение распространения волн от законов геометрической оптики вблизи препятствий (огибание волнами препятствий).

«Каждая точка любой воображаемой пов-ти, окружающей один или несколько источников света, является центром вторичных световых волн, которые когерентны, и интенсивность света в любой точке пространства есть р-т интерференции этих вторичных волн».