1.4 Волновое уравнение
2.1 «Поперечные бегущие волны, распространяющейся вдоль струны»
Если при распространении волны частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном направлению распространения, такая волна называется поперечной.
Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому жгуту или по струне. Как в поперечных, так и в продольных волнах не происходит переноса вещества в направлении распространения волны. В процессе распространения частицы среды лишь совершают колебания около положений равновесия. Однако волны переносят энергию колебаний от одной точки среды к другой.
- волна, у к-рой характеризующая её векторная величина лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. П. в. обладает поляризацией, т. е. вектор её амплитуды определ. образом ориентирован в поперечной плоскости. В частности, различают линейную, круговую и эллиптич. поляризации в зависимости от формы кривой, к-рую описывает конец вектора амплитуды.
2.2 «Звуковые волны в газах»
Звуковыми волнами называются распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16—20000 Гц. Волны указанных частот, воздействуя на слуховой аппарат человека, вызывают ощущение звука. Звуковые волны в газах и могут быть только продольными, так как газы обладают упругостью лишь по отношению к деформациям сжатия (растяжения). Интенсивностью звука (или силой звука) называется величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной в единицу времени сквозь единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны:
Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Для того чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, но если эта интенсивность превышает определенный предел, то звук не слышен и вызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каждой частоты колебаний существуют наименьшая (порог слышимости) и наибольшая (порог болевого ощущения) интенсивности звука, которые способны вызвать звуковое восприятие.
в среде распространяется волна с частотой колебаний, равной частоте ее источника, и с определенной скоростью, зависящей от плотности и упругих свойств среды. Скорость распространения звуковых волн в газах вычисляется по формуле
где R — молярная газовая постоянная, М — молярная масса, =Ср/СV — отношение молярных теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме, Т —термодинамическая температура. Скорость звука в газе не зависит от давления р газа, но возрастает с повышением температуры. Чем больше молярная масса газа, тем меньше в нем скорость звука.
3 Электромагнитные волны
3.1Вывод волнового уравнения для электромагнитного поля, фазовая скорость для электромагнитных волн
Для электромагнитной волны любой частоты фазовая скорость, измеренная в направлении волнового вектора, всегда равна одной и той же величине — скорости света в вакууме, универсальной константе. В средах закон дисперсии электромагнитных волн достаточно сложен, и фазовая скорость может заметно меняться. Фазовая скорость может превосходить скорость света в вакууме, и нередко ее превосходит.
Часто (а именно если выбрать достаточно большой угол с волновым вектором), фазовая скорость любой, даже сколь угодно медленной, волны может превышать скорость света, стремясь к бесконечности при стремлении угла к прямому. В частности, фазовая скорость света (или вообще любой бегущей электромагнитной волны) в вакууме, измеренная по любому направлению, не совпадающему с ее волновым вектором, всегда больше скорости света.
3.2 Плоская бегущая электромагнитная волна в непроводящей среде. Вывод ее свойств: поперечность, отношение Е/Н, плотность энергии, фазовая скорость
