Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Плоские и сферические волны




 

Рассматривая распространение волн, мы полагали, что в плос­ком слое среды, прилегающем к источнику волн, состояние дви­жения всех частиц в один момент времени одно и то же и что волна распространяется таким образом, что в любой плоскости, парал­лельной начальной, состояние движения частиц в любой момент времени также одно и то же. Это позволило нам рассматривать движение волны вдоль прямой линии, считая, что вдоль всех ли­ний, параллельных выбранной, движение происходит одинаково.

Поверхность, соединяющая в данный момент точки волны, колеблющиеся в одной, фазе, называется поверхностью равной фазы или волновой поверхностью. Для волн, которые мы рассмат­ривали, волновая поверхность представляет собой плоскость. Волны, у которых волновая поверхность плоская, называют плоски­ми волнами.

Геометрическое место точек, до которых в некоторый момент времени дошло колебание, называется фронтом волны. В плоской волне фронт ее также плоскость. Прямые, проведенные от источ­ника волн в направлении их распространения, называются лучами. Для плоской волны лучи представляют собой совокупность множества параллель­ных прямых, проведенных перпендикуляр­но фронту волны.

Если среда, в которой распространяют­ся волны, не ограничена, то волны от ис­точника могут распространяться во все сто­роны. Причем если упругие свойства среды во всех направлениях одинаковы (среда изотропна), то колебания распространяют­ся во все стороны с одной скоростью.

Положим, источником колебания в изо­тропной среде служит пульсирующий ша­рик малых размеров. В этом случае вол­новая поверхность — сфера, центр кото­рой расположен в точке возникновения колебаний.

Очевидно, радиус этой сферы равен отрезку, на который рас­пространяется колебание за время t, т.е. r=ct. Фронт сферической волны тоже сфера, а лучи (нормальные фронту волны) совпадают с ее радиусами. Если мы рассечем сферическую волну плоскостью, про­ходящей через ее центр, то в сечении получим ряд концентрических окружностей, которые представляют собой сечения волновых по­верхностей.

Поместим на краю ванны, заполненной водой, шарик на пружине и сообщим ему колебания. От шарика в жидкости распространяются сферические волны, так же как и в воздухе, но мы наблюдаем соб­ственно не их, а поверхностные волны. С известным приближением мы можем рассматривать наблюдаемые волны как след сферических волн на поверхности воды.

Распространяясь, волны приводят в колебательное движение все большее число частиц среды. Так как при этом энергия коле­бательного движения, сообщенная частицам среды источником волн, распределяется между все большим их числом, амплитуда сферических волн убывает обратно пропорционально расстоянию r от центра их возникновения. Зависимость смещения от координаты, отсчитанной вдоль луча, и от времени в сферической волне имеет вид:

(19)





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 927; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.