Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теория механических колебаний.doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
20.11.2019
Размер:
1.2 Mб
Скачать

Механические волны.

Волна – форма распространения колебаний в упругой среде. Наиболее важные и часто встречающиеся виды волн: упругие волны, волны на поверхности жидкости, электромагнитные волны. Частными случаями упругих волн являются звук и сейсмические волны, а электромагнитных – радиоволны, свет, рентгеновские лучи и др.; основное свойство всех волн, независимо от их природы состоит в том, что они переносят энергию без переноса вещества. Волны могут иметь различную форму: одиночная волна (импульс), цуг волн, гармоническая волна.

Одиночная волна (импульс) – форма волны в виде сравнительно короткого возмущения, не имеющая регулярного характера (рис. а).

Цуг волн – ограниченный ряд повторяющихся возмущений в виде отрезка синусоиды (рис. б).

Гармоническая волна – бесконечная волна, в которой все изменения происходят по закону синуса или косинуса (рис. в).

Механическая волнаявление распространения механических колебаний в вещественной среде.

Продольные волныволны, при распространении которых колебания происходят вдоль направления распространения волны.

Поперечные волныволны, при распространении которых колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Длина волны (λ) расстояния между двумя ближайшими точками среды, совершающими колебания в одинаковых фазах.

Волновая поверхность (фронт волны) поверхность, все точки которой совершают колебания в одной фазе.

Лучлиния, вдоль которой распространяется поток энергии. В однородной среде луч – прямая линия. При переходе через границу, разделяющую две среды с разными показателями преломления, луч преломляется согласно закону преломления. (Луч перпендикулярен волновой поверхности).

Отражение волнпереизлучение волн препятствиями с изменением направления их распространения (вплоть до смены на противоположное).

Угол падения (α) угол между лучом падающим и перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке падения луча.

Угол отражения (γ)угол между лучом отражённым и перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке отражения луча.

Преломление волнявление изменения направления распространения волны при переходе из одной среды в другую.

Угол преломления (β) угол между лучом преломлённым и перпендикуляром, восстановленным к границе раздела двух сред в точке преломления луча.

Плоские волны волны, источником которых является плоскость, совершающая гармонические колебания вдоль нормали к её поверхности. Волновые поверхности плоской волны представляют собой плоскости, параллельные источнику волны.

Сферические волны – волны, источником которых является пульсирующая сфера. Волновые поверхности сферической волны представляют собой концентрические сферы, центр которых совпадает с центром источника.

Интерференция волнявление сложения в пространстве двух или нескольких волн.

Принцип суперпозиции волн амплитуда колебаний, вызываемых действием нескольких волн, в любой момент времени равна векторной сумме амплитуд каждой волны в отдельности.

Когерентные волныволны с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз.

Дифракция волнявление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

Поляризация волнявление выделения из естественных поперечных волн волны, в которой колебания частиц происходят в одной плоскости.

Поляризатор устройство, выделяющее из всевозможных колебаний колебания, происходящие в одной плоскости.

Анализаторустройство, позволяющее определить плоскость поляризации волны.