В тех точках, где

, , (7)

амплитуда достигает максимального значения А_с=2А. Эти точки называются пучностями стоячей волны. В тех точках, где

, (8)

амплитуда колебаний обращается в ноль. Эти точки называются узлами стоячей волны.

Из условий (7) и (8) получается значения координат пучностей и узлов:

; (9)

Точки среды, находящихся в узлах, колебаний не совершают. Из (9) следует, что расстояние между соседними пучностями, как и расстояние между соседними узлами, равно λ/2. Пучности и узлы сдвинуты друг относительно друга на четверть длины волны.

Множитель при переходе через нулевое значение меняет знак. Поэтому фазы колебаний по разные стороны узла, отличаются на π, т.е. все точки, лежащее по разные стороны от узла колеблются в противофазе (рис.1). Все точки, заключённые между двумя соседними узлами, колеблются синфазно (в одной фазе, но с разными амплитудами).

В отличии от бегущей волны, в стоячей волне отсутствует перенос энергии. Это проявляется и в том, что положение узлов и пучностей со временем не меняется, поэтому и волны называются стоячими. Отсутствие переноса энергии является следствием того, что образующие эту волну прямая и обратная волны переносят энергию в равных количествах, но в противоположных направлениях.

Колебательное движение упругой среды при частоте колебаний в пределах от 20 до 20000Гц воспринимается нашим ухом, как ощущение звука. Колебания с частотой большей или меньшей частоты звуковых колебаний с физической точки зрения ничем специфическим не отличается от звуковых колебаний, различие лишь в физиологическом воздействии. Поэтому в физике понятие “звуковые колебания ”имеет более широкий смысл: оно охватывает все упругие колебания, распространяющиеся в виде волнового процесса в газах, жидкостях и твёрдых телах. Упругие колебания с частотой выше 20000Гц называется ультразвуками, а колебание с частотой ниже 20Гц- инфразвуком.

Для определения скорости распространения звуковых волн Кундт воспользовался стоячими волнами.

Дата добавления: 2014-11-16