«механические волны»



жүктеу 41.74 Kb.
Дата03.04.2019
өлшемі41.74 Kb.
түріЛекция

Любая С.И.

Лекция №6
Тема: «МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ»
План лекции:
1. Волны. Продольные и поперечные волны.

2. Скорость распространения волн.

3. Характеристики звуковых волн.


  1. Волны. Продольные и поперечные волны.

Среда, частицы которой связаны между собой так, что изменение положения одной из них ведёт к изменению положения других частиц, называется упругой.



Процесс распространения колебаний в упругой среде называется волной.

Различают продольные и поперечные волны.



Продольной называется волна, в которой частицы колеблются вдоль направления распространения волны.

Такие волны могут распространяться в любой среде.



Пружина. Если по концу свободно висящей пружины ударить снизу вверх, то по пружине пробежит волна, состоящая из сгущений и разрежений.


Расстояние между центрами 2-х ближайших сгущений или разрежений называется длинной волны. λ (лямда).
Поперечной называется волна, у которой частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны.

Поперечные волны могут распространяться только в твёрдых телах и на поверхности жидкости.

Если по свободному концу висящей пружины ударить слева- направо, то по пружине распространится синусоида.

(Рассмотреть свойства упругой среды в виде белых шариков на стенде).


2. Скорость распространения волн.
В однородной среде волны распространяются равномерно, поэтому скорость распространения волны можно определить по формуле. .

Если рассматривать движение волны за один период, т.е t = T, то пройденное расстояние равно длине волны λ.


- скорость распространения волны через период. Т.к то
- скорость распространения волны через частоту.

Скорость распространения волны зависит от свойств упругой среды, в которой волна распространяется.


, где E - модуль Юнга среды, - плотность среды.

Какие волны распространяются в среде: продольные или поперечные, зависит от упругих свойств среды. В жидкости и газе распространяются только продольные волны. В твердых телах продольные могут существовать наряду с поперечными.



3. Характеристики звуковых волн.
Звук представляет собой колебания упругой среды, воспринимаемые на­шими органами слуха. Человеческое ухо способно воспринимать колебания, частота которых лежит в пределах от 16 до 20000 Гц.

Музыкальным тоном мы называем звук, которому соответствует одна строго определенная частота. Высота тона определяется частотой колебания, чем больше частота, тем выше тон.

Звуки с различными частотами получили название шумов.

Для характеристики звука целесообразнее ввести энергетическую харак­теристику. Интенсивностью звука называется величина равная энергии пере­носимой звуковой волной в единицу времени через единицу площади поверх­ности, перпендикулярной направлению распространения звука, т.е. модуль среднего значения плотности потока энергии


.

Если интенсивность звука является объективной величиной, характери­зующей волновой процесс, то субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука. По физиологическому закону Вебера-Фехнера, с ростом интенсивности звука, громкость возрастает по лога­рифмическому закону, т.е. при увеличении интенсивности в 100 раз громкость возрастает в 2 раза.

Поэтому для оценки громкости звука вводится величина L, называемая уровнем громкости

где порог слышимости. Громкость звука измеряется в белах.

На практике обычно используется единица в 10 раз меньшая - децибел.



4. Волны в упругих средах.
Рассмотрим среду, частицы которой связаны между собой так, что изменение положения одной из них ведет к изменению положения других частиц. Такая среда называется упругой.

Распространение колебательного движения в упругой среде называется волной. Различают продольные и поперечные волны.

Продольной называется волна, в которой частицы колеблются вдоль направления распространения волны.
Пружина. Если по концу свободно висящей пружины ударить снизу вверх, то по пружине пробежит волна, состоящая из сгущений и разрежений.

Расстояние между центрами двух ближайших сгущений или разрежений называется длиной волны .



Поперечной называется волна, у которой частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Если по свободному концу висящей пружины ударить слева–направо, то по пружине распространится синусоида.

(Рассмотрим свойства упругой среды в виде белых шариков на стенде.)


продольная и поперечная волна
В однородной среде волны распространяются равномерно, поэтому скорость распространения волны можно определить по формуле .
Если рассматривать движение волны за один период, то есть t = T, то пройденное расстояние равно длине волны .
(20)

скорость распространения волны, выраженная через период


Так как , то

(21)

скорость распространения волны, выраженная через частоту


Скорость распространения волны зависит от свойств упругой среды, в которой волна распространяется.
, (22)

где Е – модуль Юнга среды;



 – плотность среды.
Какие волны распространяются в среде – продольные или поперечные – зависит от упругих свойств среды. В жидкости и газе распространяются только продольные волны. В твердых телах продольные могут существовать наряду с поперечными.
Каталог: company -> personal -> user -> 7334 -> files -> lib -> Лекции
user -> Тема 15. Утилизация отходов производства
user -> Лекция №27. Современная физическая картина мира Сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействия
user -> Тема: Биогеографическое районирование океана
user -> Лекция 2: опыт местного самоуправления за рубежом и виды муниципальных систем
Лекции -> Лекция свет как электромагнитная волна план Интерференция света. Дифракция света. Поляризация света
lib -> 4 часа(1 лекция) Тема: Дифракция света План: Принцип Гюйгенса Френеля
Лекции -> Динамика вращательного движения


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет