Механические волны

Когда какое-либо тело движется в среде, оно «возмущает» её, то есть приводит частицы среды в движение.

Вследствие взаимодействия частиц среды между собой возмущения среды распространяются в пространстве.

Возмущения среды, распространяющиеся в пространстве с течением времени, называют механическими волнами.

Тело, колебания которого порождают волны в среде, называют источником волн. Основное внимание мы уделим волнам, распространяющимся в среде, когда источник волн совершает гармонические колебания.

Поперечные и продольные волны

Волны, при распространении которых частицы среды смещаются перпендикулярно направлению распространения волны, называют поперечными волнами. Моделью поперечных волн служат волны, распространяющиеся вдоль шнура, если конец шнура перемещать перпендикулярно шнуру (рис. 14.1, а).

Рис. 14.1

Волны, при распространении которых частицы среды смещаются вдоль направления распространения волны, называют продольными волнами. Модель продольных волн — волны растяжения и сжатия пружины, распространяющиеся вдоль неё, если конец пружины двигать вдоль оси пружины (рис. 14.1, б).

Поперечные волны распространяются только в твёрдых телах, так как для распространения поперечных волн необходимо, чтобы между частицами вещества существовали силы, препятствующие изменению формы тела¹.

¹ Иногда в качестве примера поперечных волн приводят волны на поверхности воды, однако это неверно. Рассмотрение волн на поверхности воды выходит за рамки нашего курса.

Продольные волны могут распространяться в любой среде, так как для распространения продольных волн необходимо, чтобы между частицами вещества существовали силы, препятствующие изменению объёма тела. Это — силы давления, которые существуют во всех средах.

Продолжение >>>