Розрізняють повздовжні і поперечні хвилі

Хід уроку

1. Актуалізація опорних знань.

Усне опитування:

Запитання 28.1. Як зміниться період та частота малих коливань математичного маятника, якщо збільшити амплітуду коливань?

Запитання 28.1. Від чого і як залежить період коливань математичного маятника?

Запитання 28.3. Маятником у настінному годиннику слугує тягарець на легкому стрижні, який може коливатися відносно верхньої точки. Куди треба пересунути тягарець, якщо годинник відстає? Чому?

Запитання 28.4. Маятниковий годинник взимку винесено з кімнати на вулицю. Як змінився хід годинника? Чому?

Запитання 28.5. Якщо в темряві спостерігати за лампочкою, яка гойдається на дроті, то можна побачити світну смугу, кінці якої є більш яскравими. Чому краї цієї смуги світліші, ніж середина?

1. Механічні хвилі. Довжина хвилі. Звук.

Механічні хвилі.

Механічна хвиля - це поширення механічних коливань у пружному середовищі.

Механічні хвилі поширюються у твердих тілах, рідинах, газах і не поширюються у вакуумі.

Якщо зовнішня сила приводить у коливальний рух крайню частинку, то внаслідок пружної взаємодії частинок середовища з деяким запізненням починає коливатись наступна частинка і т.д. Хвилі не переносять речовини, але переносять енергію.

Розрізняють повздовжні і поперечні хвилі.

Поперечні хвилі - це хвилі, в яких частинки середовища при коливаннях зміщуються в напрямі, перпендикулярному до напрямку поширення хвилі. Ознака: наявність горбів і впадин. Поперечні хвилі поширюються у твердих тілах і на поверхні рідин. Поперечні хвилі можна отримати, якщо кінець шнура, який вільно лежить на поверхні, різко припіднімати і опускати в напрямку, перпендикулярному до лінії шнура. Електромагнітні хвилі теж поперечні.

Поздовжні хвилі - це хвилі, в яких частинки середовища при коливаннях зміщуються уздовж напрямку поширення хвилі. Ознака: наявність згущень і розріджень частинок. Поздовжні хвилі поширюються у будь-якому середовищі.

Фізичні величини, що характеризують механічні хвилі:

• Швидкість поширення хвилі - фізична величина, що чисельно рівна відстані, на яку поширюється хвиля за одиницю часу

За час, що дорівнює одному періоду Т, кожна точка середовища здійснила рівно одне коливання й повернулася в те саме положення. Отже, хвиля змістилася в просторі саме на одну довжину хвилі.

Таким чином, якщо позначити швидкість поширення хвилі , одержуємо, що довжина хвилі дорівнює:

λ = *T.

Оскільки Т = 1/v, одержуємо, що швидкість хвилі, довжина хвилі й частота хвилі пов’язані співвідношенням:

= λv.

• Період хвилі - час, упродовж якого частинки середовища здійснюють одне коливання: , де - час коливань, - кількість коливань за цей час. В СІ (секунда).
• Частота хвилі - кількість коливань частинок за одиницю часу: , . В СІ Гц (герц).
• Циклічна частота - кількість коливань за секунд: , . В СІ рад/с.
• Довжина хвилі - це відстань між найближчими точками хвилі (в напрямку її поширення), що коливаються однаково (когерентно).

Довжина хвилі чисельно дорівнює відстані, яку проходить хвиля за період:

, . в СІ м.

Точки середовища, які розташовані одна від одної на відстані, що дорівнює довжині хвилі, коливаються в однакових фазах. Різниця фаз між такими точками дорівнює .

Звукові хвилі.

Звукові хвилі - це механічні хвилі, що сприймаються органами слуху людини (16 Гц 20000 Гц). Будь-яке тверде, рідке або газоподібне тіло, що здійснює коливан­ня із звуковою частотою, створює в навколишньому середовищі звукову хвилю.

Хвилі з частотою вище цього звукового діапазону називаються ультразвуком, а з частотою нижче звукового діапазону - інфразвуком.

Швидкість звуку залежить від:

• виду середовища (у повітрі швидкість звуку становить 340 м/с, у воді - 1400 м/с);

• температури середовища (швидкість звуку зростає з підвищенням температури);
• виду хвиль (швидкість поширення повздовжніх хвиль більша, ніж поперечних).

Характеристики звуку:

• Гучність - визначається величиною ененргії, що переноситься звуковою хвилею (залежить від амплітуди коливань джерела, вимірюють в децибелах (Дб)). Найменшу зміну гучності, яку може вловлювати нормальне людське вухо, становить 0,1 Дб.

• Висота звуку - визначається частотою хвилі.
• Тембр - залежить від набору частот обертонів, з яких складається звук.

Властивості звукових хвиль:

• При переході з одного середовища в інше змінюється довжина звукової хвилі при незмінній частоті звуку.
• Звук відбивається від межі двох середовищ. Завдяки цьому явищу виникає луна. Явище відбивання звуку використовують для дослідження морських глибин за допомогою ехолота.

Акустичний резонанс - різке збільшення амплітуди звукових хвиль внаслідок резонансу.

1. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 29.1. Під час грози людина почула грім через 10 с після спалаху блискавки. На якій відстані відбувся розряд? Швидкість звуку в повітрі - 340 м/с.

Задача 29.2. Плавучий буй за 45 с піднявся на гребенях хвиль 15 разів. Визначте швидкість хвиль, якщо відстань між їхніми гребенями дорівнює 3 м.

1. Запитання до уроку.

Запитання 29.1. Що таке механічна хвиля? Вкажіть особливості її поширення.

Запитання 29.2. Які хвилі називають поперечнми? В яких середовищах поширюються поперечні хвилі?

Запитання 29.3. Які хвилі називають поздовжніми? В яких середовищах поширюються поздовжні хвилі?

Запитання 29.4. Дайте визначення швидкості поширення хвилі. Вкажіть розрахункові формули швидкості та одиниці вимірювання в СІ.

Запитання 29.5. Що називають періодом хвилі? Як позначають період, вкажіть розрахункові формули для періоду та одиниці вимірювання в СІ.

Запитання 29.6. Що називають частотою хвилі? Як позначають частоту, вкажіть розрахункові формули для частоти та одиниці вимірювання в СІ.

Запитання 29.7. Що називають циклічною частотою? Як її позначають, вкажіть розрахункові формули та одиниці вимірювання в СІ.

Запитання 29.8. Що називають довжиною хвилі? Як її позначають, вкажіть розрахункові формули та одиниці вимірювання в СІ.

Запитання 29.9. Дайте визначення звуковій хвилі. Як створити звукову хвилю? Від яких факторів залежить швидкість поширення звуку.

Запитання 29.10. Назвіть та поясніть основні характеритики звуку.

Запитання 29.11. Назвіть властивості звукових хвиль.

1. Домашнє завдання.

Підручник: параграфи 46-47.

Задача 29.3. Вухо людини найбільш чутливе до частоти 350 Гц. Швидкість поширення звуку в повітрі дорівнює 340 м/с. Визначте відповідну довжину хвилі.

Задача 29.4. Яка глибина моря під кораблем, якщо відбитий ультразвук повернуся через 0,5 с? Швидкість звуку у воді дорівнює 1400 м/с.

1. Перевір себе.

Запитання 29.1.Т. Звукова хвиля переходить з повітря у воду. Визначте, як змінюються характеристики хвилі. Швидкість звуку в повітрі дорівнює 340 м/с, а у воді - 1500 м/с.

А. Частота зменшується, довжина хвилі збільшується.

Б. Частота збільшується, довжина хвилі зменшується.

В. Частота збільшується, довжина хвилі не змінюється.

Г. Частота не змінюється, довжина хвилі зменшується.

Д. Частота не змінюється, довжина хвилі збільшується.

Запитання 29.2.Т. Звук поширюється з-під води у повітря. Як змінюється його частота та довжина хвилі?

А Частота — зростає, довжина хвилі — зменшується

Б Частота — зменшується, довжина хвилі — зростає

В Частота — не змінюється, довжина хвилі — зменшується

Г Частота — зменшується, довжина хвилі — не змінюється

Запитання 29.5. Т. По натягнутому джуту поширюється поперечна хвиля (див. рисунок). Визначте напрям руху точок А, В, С?

Запитання 29.6. Установіть відповідність між прикладом руху та його назвою.

Запитання 29.7. Установіть відповідність між формулами та величиною, яку можна обчислити за цими формулами.

Поиск по сайту: