Механические волны(уч.10кл.Стр.323-324)
Физическая модель волнового процесса
Способы передачи энергии и импульса между двумя точками пространства
Определение волнового процесса
Определение возмущения
Определение механической волны
Условия распространения механической волны
Определение скорости механической волны
Существует два фундаментальных способа передачи энергии и импульса между двумя точками пространства:
- непосредственное перемещение частиц из одной точки в другую
- перенос энергии без переноса вещества в результате последовательной передачи энергии и импульса по цепочке между соседними взаимодействующими друг с другом частицами среды. (Волновой процесс)
Волновой процесс – процесс переноса энергии без переноса вещества.
В результате внешнего воздействия на среду в ней возникает
возмущение – отклонение частиц среды от положения равновесия.
Механическая волна – возмущение, распространяющееся в упругой среде.
Наличие упругой среды – необходимое условие распространения механической волны.
Скорость механической волны – скорость распространения возмущения в среде.
Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за период колебаний ее источника
λ = vT
v – скорость распространения волны
Т – период волны
При возникновении волн их частота определяется частотой колебаний источника, а скорость – средой, где они распространяются, поэтому волны одной частоты могут иметь в разных средах различную длину.
Скорость распространения волны
См. Механические волны (уч.10кл.стр.323-324)
Скорость механической волны – скорость распространения возмущения в среде.
Длина волны(уч.10кл.Стр.329)
См. Периодические волны (уч.10кл.стр.329)
Определение длины волны (уч.10кл.стр.329)
Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за период колебаний ее источника
λ = vT
v – скорость распространения волны (скорость распространения возмущения в среде)
Т – период волны
При волне в газе или жидкости расстояние между областями наибольшего сжатия определяет длину волны.
Поперечные и продольные волны(уч.10кл.Стр.324-328)
Определение механической волны(см.выше уч.10кл.стр.323-324)
Определение продольной волны. Примеры
Физическая модель продольной волны
Определение поперечной механической волны.
Физическая модель поперечной механической волны
Поперечные волны в газах и жидкостях
Отражение поперечных волн. Пример
Различают продольные и поперечные волны.
Продольная волна – волна, в которой движение частиц среды происходит в направлении распространения волны.
Пример – волна в пружине
Продольные волны могут распространяться в любой среде, в том числе в жидкости и газе.
Сжатие газа поршнем изменяет компоненту скорости молекул, направленную вдоль хода поршня. При последующих упругих столкновениях одинаковых молекул возмущение передается в среде.
Поперечная механическая волна – волна в которой частицы среды перемещаются перпендикулярно направлению распространения волны.
В твердом теле из-за сильной связи частиц между собой возможно возникновение поперечных волн.
Пример – сейсмические волны при землетрясении.
Первоначальное возмущение вдоль оси X начинает распространяться в виде поперечной волны по оси Y.
Поперечные волны в газах и жидкостях не возникают, так как в них отсутствует фиксированное положение частиц.
Поперечная волна в шнуре, дошедшая до точки крепления шнура, отражается. Форма отражения зависит от того, как закреплен шнур.
В случае жесткого крепления по третьему закону Ньютона на шнур будет действовать сила, противоположная силе, действующей со стороны шнура. Волна отразится в противофазе.
При подвижном закреплении конца шнура волна отразится в фазе с падающей волной.. Опускаясь вниз, свободно закрепленный конец, изменяет форму шнура, создавая отраженную волну, совпадающую по фазе с падающей.
