Механические волны. Свойства механических волн. Длина волны

Распространяющиеся в упругой среде возмущения (отклонения частиц упругой среды от положения равновесия) называются механическими волнами.
В любой механической волне существуют два вида движения: движение частиц среды (колебания) и движение возмущения (распространение волны). Если колебание частиц и распространение волны происходят в одном направлении, волну называют продольной, а если эти движения идут в перпендикулярных направлениях, — поперечной.
Продольные волны, сопровождаемые деформациями растяжения и сжатия, могут распространяться в любых упругих средах. Поперечные же волны могут возникать только в твердых телах, поскольку для их возникновения необходимо появление сил упругости при деформации сдвига (при смещении отдельных слоев друг относительно друга).
С распространением волны происходит передача движения и деформации от одной частицы среды к другой, чему соответствует передача энергии: кинетической энергии движения и потенциальной энергии упругой деформации. Этим объясняется основное свойство механических волн (как и электромагнитных) — перенос ими энергии без переноса вещества.
Скорость, с которой распространяется возмущение в упругой среде, называют скоростью волны. Скорость волны определяется только свойствами упругой среды, в которой она распространяется.
Расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний Т, называется длиной волны X: X = vT. Поскольку скорость волны v определяется свойствами среды, а период колебаний в волне совпадает с периодом колебаний источника, то длина волны зависит как от свойств среды, так и от свойств источника. Частицы среды, находящиеся на расстоянии длины волны друг от друга, колеблются в одинаковых фазах.
Скорость волны можно найти, если известна длина волны и частота колебаний:

ν= λ / T =λ v

11.Гармонические колебания. Параметры гармонических колебаний, мгновенные характеристики.

Гармоническое колебание — колебания, при которых физическая (или любая другая) величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону.
Виды колебаний:
Свободные колебания совершаются под действием внутренних сил системы после того, как система была выведена из положения равновесия. Чтобы свободные колебания были гармоническими, необходимо, чтобы колебательная система была линейной (описывалась линейными уравнениями движения), и в ней отсутствовала диссипация энергии (последняя вызвала бы затухание).
Вынужденные колебания совершаются под воздействием внешней периодической силы. Чтобы они были гармоническими, достаточно чтобы колебательная система была линейной (описывалась линейными уравнениями движения), а внешняя сила сама менялась со временем как гармоническое колебание (то есть чтобы зависимость от времени этой силы была синусоидальной). Если материальная точка совершает гармонические колебания то уравнение точки будет иметь вид: ma=-kx.

Поиск по сайту: