Механические волны.

Волна – форма распространения колебаний в упругой среде. Наиболее важные и часто встречающиеся виды волн: упругие волны, волны на поверхности жидкости, электромагнитные волны. Частными случаями упругих волн являются звук и сейсмические волны, а электромагнитных – радиоволны, свет, рентгеновские лучи и др.; основное свойство всех волн, независимо от их природы состоит в том, что они переносят энергию без переноса вещества. Волны могут иметь различную форму: одиночная волна (импульс), цуг волн, гармоническая волна.

Одиночная волна (импульс) – форма волны в виде сравнительно короткого возмущения, не имеющая регулярного характера (рис. а).

Цуг волн – ограниченный ряд повторяющихся возмущений в виде отрезка синусоиды (рис. б).

Гармоническая волна – бесконечная волна, в которой все изменения происходят по закону синуса или косинуса (рис. в).

Механическая волна – явление распространения механических колебаний в вещественной среде.

Продольные волны – волны, при распространении которых колебания происходят вдоль направления распространения волны.

Поперечные волны – волны, при распространении которых колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Длина волны (λ) – расстояния между двумя ближайшими точками среды, совершающими колебания в одинаковых фазах.

Волновая поверхность (фронт волны) – поверхность, все точки которой совершают колебания в одной фазе.

Луч – линия, вдоль которой распространяется поток энергии. В однородной среде луч – прямая линия. При переходе через границу, разделяющую две среды с разными показателями преломления, луч преломляется согласно закону преломления. (Луч перпендикулярен волновой поверхности).

Отражение волн – переизлучение волн препятствиями с изменением направления их распространения (вплоть до смены на противоположное).

Угол падения (α) – угол между лучом падающим и перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке падения луча.

Угол отражения (γ) – угол между лучом отражённым и перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке отражения луча.

Преломление волн – явление изменения направления распространения волны при переходе из одной среды в другую.

Угол преломления (β) – угол между лучом преломлённым и перпендикуляром, восстановленным к границе раздела двух сред в точке преломления луча.

Плоские волны – волны, источником которых является плоскость, совершающая гармонические колебания вдоль нормали к её поверхности. Волновые поверхности плоской волны представляют собой плоскости, параллельные источнику волны.

Сферические волны – волны, источником которых является пульсирующая сфера. Волновые поверхности сферической волны представляют собой концентрические сферы, центр которых совпадает с центром источника.

Интерференция волн – явление сложения в пространстве двух или нескольких волн.

Принцип суперпозиции волн – амплитуда колебаний, вызываемых действием нескольких волн, в любой момент времени равна векторной сумме амплитуд каждой волны в отдельности.

Когерентные волны – волны с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз.

Дифракция волн – явление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

Поляризация волн – явление выделения из естественных поперечных волн волны, в которой колебания частиц происходят в одной плоскости.

Поляризатор – устройство, выделяющее из всевозможных колебаний колебания, происходящие в одной плоскости.

Анализатор – устройство, позволяющее определить плоскость поляризации волны.