Тема № 3. Утворення хвилі. Хвильове рівняння.

Всі тіла так чи інакше впливають одне на одного. В найбільшій мірі дане твердження справедливе для суміжних тіл. Види взаємодії тіл різноманітні, але, як правило, залежать від відстані між тілами. Зміщення хоч одного з суміжних тіл приводить до зміни сил, що діють на останні тіла. В результаті тіла починабть рухатись, але не миттєво, а по мірі “отримання інформації” про зміну “обстановки” в системі.

Таий процес послідовної зміни (з певним запізненням) стану взаємодіючих тіл, коли вони один за одним починають рухатись, називається бігучою хвилею.

Утворення хвилі в системі обумовлюється наявністю зв‘язків між окремими частинами системи. Збудження що виникає в якійсь точці системи викликає відповідні зміни в суміжних точках системи, передаючи їм певну кількість енергії. Від цих точок збудження переходить до наступних суміжних точок, розповсюджуючись від точки до точки, тобто створюючи хвилю.

В залежності від типу зв‘язків між елементами системи, виникають хвилі тієї чи іншої природи.

Пружні (акустичні) хвилі - виникають в твердих тілах, рідких чи газоподібних тілах за рахунок пружних сил між атомами чи молекулами речовини (притягування чи відштовхування).

Якщо атом №2 за рахунок зовнішнього впливу змістився вправо від положення рівноваги то виникають наступні пружні сили:

Між №1 та №2 – пружня сила притягування, яка повертатиме атом №2 в рівноважне положення.

Між №2 та №3 – пружня сила відштовхування, яка змістить наступний атом №3 вправо від положення рівноваги.

Таким чином збурення передається вздовж лінійного ланцюжка атомів (в обидві сторони). У 3-х вимірному випадку збудження буде передаватись в 6-ти напрямках (в найбільш загальному випадку – в повному тілесному кутові).

Поверхневі хвилі – найчастіше виникають на поверхні води за рахунок пружних сил притягування та відштовхування та силою тяжіння.

Якщо молекула води №2 отримавши ззовні енергію (збудження) підніметься вгору від положення рівноваги, то починають діяти наступні сили:

На молекулу №2 – сила тяжіння, яка повертає молекулу із №2 до положення рівноваги.

На молекули №1 та №3 – пружна сила притягування, яка підніматиме молекули №1 та №3 вгору від положення рівноваги.

Розглянути типи хвиль носять узагальнену назву – механічні хвилі.

Незалежно від природи всі механічні хвилі мають загальні риси:

· В однорідному середовищі швидкість хвилі постійна, напроти – рух часток середовища нерівномірний; при цьому швидкість хвилі зазвичай значно перевищує швидкість часток;

· Хвиля здатна розповсюджуватись в напрямку, відмінному від напрямку зміщення часток середовища, причому на відстань, що значно перевищує відхилення часток від положення рівноваги.

Інакше кажучи, хвиля розповсюджується зовсім інакше, ніж рухаються частки середовища, що залучені в хвильовий процес.

Електромагнітні хвилі – виникають в вакуумі та будь якому іншому непровідному середовищі.

Електромагнітне збудження, що виникло в будь-якому місці простору, в силу електромагнітних зв‘язків (явище електромагнітної індукції, закон Ленца), стає джерелом такого збурення в суміжних ділянках простору від яких воно передається все далі і далі: виникає електромагнітна хвиля, яка розповсюджується зі швидкістю світла (в вакуумі).

Незважаючи на нескінчену різноманітність фізичних процесів, що викликають хвилі, їх утворення відбувається по одному типу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Бланк документа	\|	Збурення що виникає в який-небудь точці простору в момент часу , проявляться через деякий час на певній відстані від початкової точки, тобто передається з певною швидкістю .

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.