Эффект Доплера. Плотность потока энергии упругих волн пропорциональна плотности среды, квадрату амплитуды колебаний частиц

Плотность потока энергии упругих волн пропорциональна плотности среды, квадрату амплитуды колебаний частиц, квадрату частоты колебаний и скорости распространения волны.

Поток энергии и интенсивность волны

Волновой процесс связан с распространением энергии. Количе­ственной характеристикой перенесенной энергии является поток энергии.

Поток энергии волн (Ф) характеризуется средней энергией, пе­реносимой волнами в единицу времени через некоторую поверх­ность. Усреднение должно быть сделано за время, значительно большее периода колебаний.

Единицей потока энергии волн является ватт (Вт).

Найдем связь потока энергии волн с энергией колеблющихся точек и скоростью распространения волны.

Выделим объем среды, в которой распространяется волна, в виде прямоугольного параллелепипеда (рис.1); площадь его основания S, а длина ребра численно равна скорости v и совпадает с направлением распространения волны. В соответствии с этим за 1с сквозь площадку S пройдет та энергия, которой обладают ко­леблющиеся частицы в объеме параллелепипеда Sv. Это и есть по­ток энергии волн:

где <> — средняя объемная плотность энергии колебательно­го движения (среднее значение энергии колебательного движения частиц, участвующих в волновом процессе и расположенных в 1 м³). Поток энергии волн, отнесенный к площади, ориентиро­ванной перпендикулярно направлению распространения волн, называют плотностью потока энергии волн,

или интенсивностью волн:

Единицей плотности потока энергии волн яв­ляется ватт на Рис. 1

квадратный метр (Вт/м²).

Дата добавления: 2013-12-13