Класифікації хвиль

Більшість хвиль за своєю природою не є новими фізичними явищами, а лише умовною назвою для певного виду колективного руху.

З цієї причини хвилі іноді називають «коливанням, що відірвалося від випромінювача».

Відмінність коливання від хвилі.

Незалежно від природи хвилі перенесення енергії здійснюється без перенесення речовини (останнє може виникнути лише як побічний ефект). Перенесення енергії - принципова відмінність хвиль від коливань, в яких відбуваються лише «місцеві» перетворення енергії. Хвилі ж, як правило, здатні віддалятися на значні відстані від місця свого виникнення.

Так, якщо в об᾿ємі газу виникла звукова хвиля, то це не означає, що в цьому об᾿ємі з'явилися якісь нові фізичні об'єкти. Звук - це лише назва для особливого скоординованого типу руху тих же самих молекул. Тобто більшість хвиль - це коливання деякої середовища. Поза цього середовища хвилі даного типу не існують (наприклад, звук у вакуумі).

Є, однак, хвилі, які є не «збуреннями» -якого-небудь середовища, а являють собою саме нові фізичні сутності. Так, електромагнітні хвилі в сучасній фізиці - це не коливання деякої середовища (називалася в XIX столітті ефіром), а самостійне, самопідтримуване поле, здатне поширюватися в вакуумі.

Деякі явища також називають хвилями, проте кожна з них володіють власною специфікою. Так, з певними застереженнями, кажуть про: температурні хвилі, хвилі ймовірності електрона і інших частинок, хвилі горіння, хвилі хімічної реакції, хвилі щільності реагентів, хвилі щільності транспортних потоків.

Зазначимо, що явища, що виглядають як хвилі, але не здатні самі поширюватися (як, наприклад, піщані дюни), не є хвилями.

Є безліч класифікацій хвиль, що розрізняються по своїй фізичній природі, по конкретному механізму поширення, по середовищу розповсюдження і т. п.

Залежно від фізичного середовища, в якій поширюються хвилі, їх властивості різні і тому розрізняють:

· електромагнітні хвилі (радіохвилі, світло, рентгенівські промені);

· пружні хвилі (звук, сейсмічні хвилі);

· хвилі в плазмі;

· гравітаційні хвилі;

· об'ємні хвилі (що поширюються в товщі середовища);

· хвилі на поверхні рідини.

По відношенню до напрямку коливань частинок середовища, у якій поширюється хвиля, виділяють:

· поздовжні хвилі (хвилі стиснення) - хвиля поширюється паралельно коливанням частинок середовища (звук);

· поперечні хвилі (хвилі зсуву) - частки середовища коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі (електромагнітні хвилі, хвилі на поверхнях поділу середовищ);

· хвилі змішаного типу.

По виду фронту хвилі (поверхні рівних фаз):

· плоска хвиля - площині фаз перпендикулярні напрямку розповсюдження хвилі;

· сферична хвиля - поверхнею фаз є сфера;

· циліндрична хвиля - поверхня фаз нагадує циліндр.

За демонстрованим хвилями фізичних проявів:

· лінійні хвилі - хвилі з невеликою амплітудою, властивості яких описуються простими лінійними залежностями;

· нелінійні хвилі - хвилі з великими амплітудами, що призводить до виникнення абсолютно нових ефектів і істотно змінює характер вже відомих явищ;

· солітони (відокремлені хвилі);

· ударні хвилі або нормальні розриви.

Ілюстрація коливання точки і виникнення хвилі:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%EB%ED%E0

Електромагнітні хвилі – виникають в вакуумі та будь якому іншому непровідному середовищі.

Електромагнітне збудження, що виникло в будь-якому місці простору, в силу електромагнітних зв‘язків (явище електромагнітної індукції, закон Ленца), стає джерелом такого збурення в суміжних ділянках простору від яких воно передається все далі і далі: виникає електромагнітна хвиля, яка розповсюджується зі швидкістю світла (в вакуумі).

Незважаючи на нескінчену різноманітність фізичних процесів, що викликають хвилі, їх утворення відбувається по одному типу.

Дата добавления: 2014-01-11