Тема 11. Хвилі Заняття 48 Механічні хвилі. Відкриття електромагнітних хвиль

Мета: розширити уявлення учнів про хвилі, розглянути закони віддзеркалення і заломлення хвиль, природу звуку, електромагнітних хвиль

1. Механічні хвилі і їх характеристики.

2. Звук.

3. Властивості хвиль.

Самостійно «Ефект Допплера»

Ключові слова: поперечні і подовжні хвилі, довжина хвилі, період хвилі, частота хвилі, віддзеркалення і заломлення хвиль, інтерференція

Механічні хвилі

Хвилею називають коливання, що розповсюджуються в просторі з часом.

У повітрі, в твердих тілах і усередині рідин механічні хвилі виникають завдяки силам пружності. Ці сили здійснюють зв'язок між окремими ділянками тіла. В утворенні хвиль на поверхні води грає роль сила тяжкості.

При розповсюдженні хвилі відбувається переміщення певного стану середовища, що коливається, але не перенесення речовини. Коливання води, що виникли в одному місці, наприклад від кинутого каменя, передаються сусіднім ділянкам і поступово розповсюджуються у всі сторони, залучаючи до коливального руху всі нові і нові частинки середовища. Перебіг же води не виникає: переміщається лише форма її поверхні.

Найважливішою характеристикою хвилі є її швидкість. Хвилі будь-якої природи не розповсюджуються в просторі миттєво. Їх швидкість кінцева.

Якщо при розповсюдженні хвилі окремі ділянки простору скоюють коливання в напрямі, перпендикулярному напряму розповсюдження хвилі, то такі хвилі називаються поперечними. Наприклад, коливання шнура, закріпленого за один кінець - поперечні.

Поперечна хвиля Подовжня хвиля

Якщо окремі ділянки скоюють коливання уздовж напряму розповсюдження хвилі, то така хвиля називається подовжньою. Наприклад, коливання, що розповсюджуються в пружині, - подовжні.

!!!Основна властивість всіх хвиль незалежно від їх природи полягає в перенесенні ними енергії без перенесення речовини.

Відстань між найближчими точками простору, що коливаються в однакових фазах, називається довжиною хвилі (). Швидкість хвилі , де Т - період хвилі , де  - частота коливань. Тоді швидкість хвилі .

Звук

Звукові явища виникають через механічні коливання різних тіл. Проте не будь-які коливання створюють звук і не за будь-яких умов. Звук з’являється за певної частоти. Людина починає його чути лише тоді, коли частота коливань досягає значень 16-20 Гц. Коливання з меншими частотами називаються інфразвуковими. При збільшенні частоти зростає висота тону. А при збільшенні амплітуди зростає гучність. Людина перестає чути звуки, якщо частота їх перевищує 20 кГц. Для різних людей ця межа може бути різною. Коливання, частота яких перевищує 20 кГц, називається ультразвуковими.

Звукові та ультразвукові хвилі у будь-яких середовищах поширюються з різними швидкостями і можуть відбиватися від різних перепон (луна мал..). Вибивання звукових та ультразвукових хвиль використовується в техніці. Це явище можна спостерігати і в живій природі.