
- •Физика колебаний и волн. Понятие о колебательных процессах. Единый подход к колебаниям различной физической природы.
- •Кинематика гармонических колебаний.
- •Графическое представление колебаний. Векторная диаграмма.
- •Собственные колебания гармонического осциллятора.
- •Энергия гармонических колебаний.
- •Физический маятник.
- •Затухающие колебания.
- •Вынужденные колебания осциллятора под действием синусоидальной силы.
- •Резонансные кривые
- •Волновые процессы. Волны в упругих средах.
- •Плоские, сферические и цилиндрические волны.
- •Уравнение плоской волны.
- •Фазовая скорость.
- •Волновое уравнение.
- •Групповая скорость.
- •Энергия упругой волны. Плотность энергии.
- •Поток энергии. Плотность потока энергии.
Поток энергии. Плотность потока энергии.
Волна, распространяясь в среде, переносит энергию. Для характеристики переноса энергии волнами вводится понятие потока энергии.
Потоком энергии называется количество энергии, переносимое волной через некоторую поверхность за единицу времени:
(70)
Пусть dE – энергия, перенесенная за время dt через площадку S1, перпендикулярную к направлению распространения волны.
|
Очевидно, за время dt через S1 будет перенесена вся энергия, заключенная в цилиндрическом слое длиной vdt, где v – скорость распространения волны. Если W – объемная плотность энергии, то
|
В общем случае поверхность S может быть неплоской и не перпендикулярной направлению распространения волны. Поэтому вводят понятие плотности потокам энергии.
Количество энергии, переносимое волнами за единицу времени через единичную площадку, нормальную к направлению распространения волны, называется плотностью потока энергии
(72)
Т.к. скорость
является вектором, то и плотность потока
энергии принято считать векторной
величиной:
(73)
Этот вектор называется вектором Умова.
Среднее за период
значение
равно
(74)
Среднее по времени значение плотности потока энергии называют интенсивностью волны в данной точке.