Волны

Физика > Волны

 

Изучите график волнового движения. Узнайте, что такое волна, что представляет собою волновое движение и его энергия, распространение вибраций в системе.

Волновое движение транспортирует энергию из одной точки в другую, чаще всего, не прибегая к смещению частичек среды.

Задача обучения

• Охарактеризовать процесс транспортировки энергии и массы в процессе волнового передвижения.

Основные пункты

• Волна способна восприниматься как колебание или возмущение, проходящее сквозь пространство и время и сопровождающееся энергетическим переносом.
• Направление волны устанавливается в перпендикулярном отношении к направлению, осциллируемому для поперечных волн.
• Волна не транспортирует массу в сторону распространения. Она переносит энергию.

Термины

• Волна – смещающееся нарушение энергетического уровня поля.
• Направление распространения – ось перемещения волны.
• Среда – материал или пустое пространство, сквозь которое путешествуют сигналы, волны и силы.

Пример

Морская волна – пример, где молекулы перемещаются вверх и вниз по мере распространения волн в сторону береговой линии.

Что собою представляет волновое движение? Вибрации и волны выступают важными явлениями в мире физиков. Более того, колебания можно найти повсюду. Начните с перемещения атомов и полюбуйтесь морскими волнами. Если говорить научно, то мы сталкиваемся с возмущением или колебанием, проходящим сквозь пространство и время. В момент движения перемещается энергия из одной точки в другую и часто без смещения частичек в среде. Практически все колебания происходят из фиксированных точек.

Последнее демонстрирует сильное заблуждение касательно волн. Они передают энергию, а не массу. Просто представьте плавающий шар в нескольких метрах от моря. Следите за волнами, и вы заметите, что он не приближается к берегу. В итоге, его может прибить приливом или ветром, но волны не принимают участия. Они способны смещать его перпендикулярно направлению распространения – вверх и вниз. Ниже представлен график волнового движения.

Точка вдоль оси соответствует плавающему в море шару. Здесь видно, что осуществляется смещение вверх и вниз, но нет в направлении распространения волны

Волна бывает поперечной или продольной. Все зависит от ее направления и колебания. Поперечные формируются, когда колебания осуществляются в перпендикулярном направлении распространению, а продольные – параллельно. Механические могут быть любым из двух типов, но все электромагнитные – поперечные. Звук – продольные.

При описании волн следует полагаться на их физическое происхождение. Например, в акустике звуковые волны связаны с механической, а не электромагнитной транспортировкой волн. Так что при описании акустических (в отличие от оптических) важное место занимают показатели массы, инерции, импульса и эластичности.

---