Вопрос №1.

Колебания- процессы,обладающие той или иной повторностью во времени.Виды: 1по физич.природе А)механические б)электрические 2)по форме а)синусоидальные(простые) б) прямоугольные 3) в зависимости от хар-ра воздейст-я внешн.силы а)свободные(колебания,возникающие в системе однажды выведенной из равновесия и на кот. в настоящ. момент времени сила не действует) б)вынужденные(колеб.,в процессе кот. Колеблющаяся система подвергается воздействию внешней силы,изменяющейся периодически. В)автоколебания(пример-сердце)

Характр-ки гармонических колебаний.

Гармонические колеб-я-колебания,при кот. Величина ,совершения колебания изменяется по закону синуса

или косинуса. S(t)=Asin(wt+)-уравнение гармонических колебаний. Где S-смещение о положения равновесия в момент t. А-амплитуда колебаний(максимальное отклонение тела от положения равновесия)

-начальная фаза,харак-яся положением тела в нач. момент времени.

Дифференц. уравнения гармонических колебаний:

Вопрос 5. Волна при распространении переносит энергию. Энергетические характеристики волны :

1)Поток энергии – количество энергии, переносимое волной в единицу времени через некоторую поверхность. Ф(поток) = изменение W (энергии) /время. Измеряется в Вт – в ваттах.

2) Плотность потока энергии – векторная величина, по направлению совпадает со скоростью волны, численно равна энергии, переносимой волной в единицу времени через поверхность единичной площади, расположенную перпендикулярно к направлению распространения волны. J (плотность потока) = изменение W/St. S – площадь поверхности, через которую проходит волна ; t – время. Измеряется в Вт\квадратный метр. Вектор Умова – вектор плотности потока энергии.

3) Интенсивность – средняя энергия, переносимая волной за 1 секунду через 1 квадратный метр поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны.

I = изменение Wсреднее / St = средней плотности потока энергии. Измеряется в Вт\квадратный метр

4) Объемная плотность энергии волны – энергия волны, заключенная в единице объема.

Э (объемная плотность энергии) = W/V. V – объем. (Дж\метр кубический)

I (интенсивность) = Эсреднее * Vволны = р (плотность среды) * f*f (циклическая частота колебаний) *А*А (амплитуда колебаний)*V/2, так как :

W = mAAff/2 (W – энергия колебаний, m – масса колеблющегося тела, А – амплитуда колебаний, f – циклическая частота колебаний). Формула выводится из закона сохранения энергии (постоянна сумма потенциальной и кинетической энергий)

Вопрос 8

Ультразвук.

Ультразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Звуковые колебания с более высокой частотой называют гиперзвуком. В жидкостях и твердых телах звуковые колебания могут достигать 1000 ГГц

характеристики:

1. Малая длина волны(около 1мм)

2. Пучками ультразвуковых волн можно управлять.

3. I уз/ I зв=10^6

источники:

использование пьезоэлектрического кристалла

пьезоэлектрический эффект:

это возникновение диэлектрической разности потенциалов(электрическая поляризация) под действием механических напряжений(деформаций)

закон поглощения УЗ в средах:

на нем основана УЗ диагностика (слева на рисунке одна среда-p1v1,а справа-другая p2v2

Io=I+Iотр

r=Iотр/Io – коэффициент отражения луча(r<1)

r=((Z1-Z2)/(Z1+Z2))^2 ,где Z1=p1v1

Z2=p2v2 акустическое сопротивление среды

Вопрос 9

Физический принцип УЗ эхолокации.

L=Vуз*t/2---расстояние от датчика до неоднородности

Допплер-эффект:

Вопрос 10.

1) Изменение магнитного поля во времени (изменение величины вектора магнитной индукции) в какой-либо точке пространства вызывает в смежных (близлежащих) точках появление кривого электрического поля (электрического поля с замкнутыми силовыми линиями), силовые линии которого охватывают линии магнитного поля и расположены в перпендикулярных линиям магнитного поля плоскостях. Величина Е (напряженности электрического поля) изменяется.

2) Изменение электрического поля в какой-либо точке пространства вызывает появление вихревого магнитного поля в смежных точках пространства. Величина В (вектора магнитной индукции) изменяется. Силовые линии магнитного поля охватывают силовые линии электрического поля и расположены в перпендикулярных им плоскостях.

Правило буравчика : если буравчик (с правой нарезкой) ввинчивать по направлению тока (I), то направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением магнитного поля (Н), возбуждаемого этим током

Из теории Максвелла следует :

1) Не бывает по отдельности переменного магнитного и электрического полей. Они существуют вместе в виде электромагнитного поля – совокупности переменных взаимно порождающих друг друга электрического и магнитного полей.

2) Электромагнитное поле распространяется в пространстве с конечной скоростью. Электромагнитная волна – распространение электромагнитного поля в пространстве. Колебания в этом случае совершают не частицы среды, а величины напряженностей электрического и магнитного полей.