§ 23. Электромагнитные волны

Механические волны

1. Как вам известно, механическими волнами называют процесс распространения колебаний в упругой среде.

На рисунке 83 приведены фотографии волны, сделанные с интервалом времени Т/4. Как видно из рисунка, при распространении волны колебания частицы А среды передаются колебаниям соседних частиц, от них следующим частицам и т. д. Постепенно всё большее число частиц среды вовлекается в колебательное (волновое) движение.

Волновое движение обладает следующими особенностями:

— волновой характер распространения колебаний определяется тем, что точки среды приходят в колебания не одновременно, а постепенно и между колебаниями точек среды существует разность фаз. Так, разность фаз между колебаниями точек А и В среды (см. рис. 83) равна π/2, а точек А и С — π;

Рис. 84

— при распространении волны переносится энергия и не происходит переноса вещества;

— точки среды при распространении волны совершают вынужденные колебания с частотой, равной частоте источника колебаний.

За направление распространения волны принимают направление распространения её энергии, а скорость распространения энергии волны — за скорость волны. Скорость волны является характеристикой волнового движения.

Существует два вида механических волн: поперечные и продольные.

Поперечные волны — волны, направление распространения которых перпендикулярно направлению колебаний частиц среды (рис. 84, а). К таким волнам можно отнести волны на поверхности воды; волны, возникающие в шнуре, один конец которого закреплён, а другой поднят и резко опущен. Поперечные волны состоят из чередующихся гребней и впадин.

Рис. 84

Продольные волны — волны, колебания частиц среды которых происходит вдоль направления их распространения (рис. 84, б). Продольными являются волны, возникающие в пружине, один конец которой закреплён, а другому сообщён импульс, направленный вдоль пружины. Продольные волны представляют собой чередование сгущений и разрежений.

Продолжение >>>