16.Волны в упругой среде, механизм их образования. Продольные и поперечные волны.

Поперечные упругие волны распространяются в средах, в которых возникают упругие силы при деформации сдвига, т.е. они возникают в твердых телах.

Расстояние, на которое распространяется волна в течение одного периода, называется длиной волны. Из этого определения следует, что

Где v – скорость распространения волны; Т – период.

Точки среды, отстоящие друг от друга на расстояние, равное длине волны , колеблются в одинаковых фазах.

Рассмотрим образование продольных волн (рис.190). Точка 1 в некоторый момент приходит в колебание вдоль луча, двигаясь влево. В моментэта точка1 дойдет до крайнего левого положения, и в дальнейшем будет двигаться к положению своего равновесия, а колебания дойдут до точки 2, которая начнет двигаться влево. К моменту точка1 вернется в положение равновесия и будет двигаться вправо, точка 2 дойдет до крайнего левого положения, колебания достигнут точки 3.Когда , точка1 занимает крайнее правое положение и в дальнейшем станет двигаться влево к положению равновесия, точка 2 находится в положении равновесия и движется вправо, точка 3 занимает крайнее левое положение, после чего начнет двигаться вправо, к своему положению равновесия, колебания доходят до точки 4. Наконец, когда , точка1 совершила полное колебание, вернулась в свое положение равновесия и движется влево, точка 2 занимает крайнее правое положение, точка 3 находится в положении равновесия и двигается вправо, точка 4 занимает крайнее левое положение, точка 5 только начинает колебаться, двигаясь влево. Следовательно, продольная волна состоит из ряда сгущений и разрежений.

Продольные упругие волны распространяются в телах, в которых возникают силы упругости при деформациях сжатия и растяжения, т.е. как в твердых, так и в жидких и газообразных телах. Следовательно, в жидких и газообразных телах могут возникать только продольные волны, а в твердых телах – как продольные, так и поперечные волны.

На поверхности воды возникают более сложные волны, природы которых мы не будем касаться. В этих волнах частицы движутся не по прямым траекториям, а описывают круговые или эллиптические орбиты.

Скорость распространения продольной волны может быть найдена по формуле,

Где Е – модуль Юнга; - плотность среды.

Пусть некоторая точка колеблется в сплошной упругой среде. Тогда колебания от этой точки будут распространяться во все стороны. Геометрическое место точек, до которых к данному моменту дошли колебания, называется фронтом волны. Если источник колебаний точечный и колебания распространяются в однородной среде, то фронт волны будет сферой. Если фронт волны плоскость, то волна называется плоской.

Как уже было отмечено, направление, по которому распространяются колебания, называется лучом. В изотропной среде лучи нормальны волновой поверхности. Если волна плоская, то лучи параллельны друг другу.

30.Эффект Комптона. Давление света и его корпускулярное объяснение.

В 1923 г. Комптон, исследуя рассеяние рентгеновских лучей различными веществами, обнаружил, что в рассеянных лучах, наряду с излучением первоначальной длины волны λ, содержатся также лучи большей длины волны λ'. Разность ∆λ=λ'-λ оказалась независящей от λ и от природы рассеивающего вещества. Экспериментально было устан-но след закономерность:

Θ – угол, образуемый направлением рассеянного излучения с направлением первичного пучка, λ₀ – постоянная = 0,0242 А.