Вопрос 28: Волновые процессы. Виды волн, монохроматическая бегущая волна, фазовая скорость.
Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым процессом.. При распространении волны частицы среды не двигаются, а колеблются около своего положения равновесия. Вместе с волной от частицы к частице передаются лишь состояния колебательного движения (возмущения) и его энергия, поэтому основным свойством всех волн независимо от их природы является перенос энергии без переноса вещества. Различают волны(в зависимости от механизма передачи возмущений): упругие, волны на поверхности жидкости, повехностно-акустические, электромагнитные волны, могут быть гравитационные волны.
Упругими волнами называются механические колебания, которые распространяются в упругой среде.
Упругие среды- среды описание, которых подчиняется закону Гука, которые оказывают сопротивление упругой силе.
Вид волны зависит от упругих св-в. Волны подразделяются на продольные и поперечные. Если изменение физической величины (возмущения) происходит в плоскости перпендикулярной направлению распространения волны, то волна поперечная; если же возмущения совпадают с направлением распространения волны, то волна продольная.
Продольные волны представляют собой чередование сгущений и разряжений. Эти волны могут возбуждаться в средах в которых возникают упругие силы при деформации сжатия и растяжения. Это твердые, жидкие, газообразные среды.
Поперечные волны возникают в средах в которых существует деформация сдвига, то есть в твердых телах.
Если изменение возмущений является гармоническим (законы cos и sin), то волна называется монохроматической.
В зависимости от условий распространения волны делятся на бегущие и стоячие.
Бегущие волны распространяются в неограниченном пространстве.
По
форме различают плоские и сферические
волны (зависит от фронта волны).
S-
возмущение в начальный период , после
прошествия
-волновое
число;
-
ур-ние бегущей волны;
1)
-
фаза;
2)
-
период волны
3)
-
длина волны- расстояние на которое
распространится волна за время равное
Т;
4) Фазовая скорость волны определяется:
Пусть
;
;
-
фазовая скорость;
Скорость с которой распространяется в пространстве фиксированное значение фазы волны называется фазовой скоростью.
Вопрос 29: Ур-ние плоской и сферической волн. Волновой вектор.
Введем
2 понятия: фронт волны (волновой фронт)-
множество точек в пространстве до
которых дошли колебания от источника
в данный момент времени; (для характеристики
формы) волновой поверхностью называют
поверхность в каждой точке которой фаза
колебаний имеет постоянное значение
Волновым вектором называется вектор модуль которого равен волновому числу, а направление совпадает с направлением распространения волны и нормален к волновой поверхности.
1)
2)
ур-ние плоской волны
ур-ние сферической волны;
Сферическая
волна- волна волновая поверхность
которой имеет форму сферы.
Если волна распространяется вдоль оси
Ох: