longitudinalni talas. UZDUŽNI TALAS, val u kojem je smjer veličine koja ga karakterizira (na primjer, pomicanje oscilirajućih čestica medija) paralelan sa smjerom širenja. Uzdužni valovi uključuju, posebno, ravne (ujednačene) ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik

Talas čija vektorska veličina ga karakteriše (na primjer, za harmonijske valove, amplituda vektora) kolinearan je smjeru njegovog širenja (za harmonijske valove, talasnom vektoru It). Za P. in. uključuju, posebno, ravan (homogen) zvuk. ... ... Physical Encyclopedia

Talas u kojem je smjer vektorske veličine koja ga karakterizira (na primjer, pomicanje oscilirajućih čestica medija) paralelan sa smjerom širenja. Za P. in. uključuju, posebno, zvuk, talase u gasovima i tečnostima. Longitudinalni talas... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik

longitudinalni talas- talas kompresije razrjeđivanja 1. Talas u kojem se pravci osciliranja čestica medija poklapaju sa smjerom prostiranja talasa 2. Talas u kojem čestice medija osciliraju u smjeru širenja talasa Teme vibracije EN longitudinalni talas DE longitudinalwelle FR onde longitudinale … Priručnik tehničkog prevodioca

Ako se oscilirajuće tijelo (izvor oscilacija) stavi u elastični medij, tada će i čestice medija koje se nalaze uz njega početi oscilirati. Oscilacija ovih čestica prenosi se (elastičnim silama) na susjedne čestice medija itd. Nakon nekog vremena, oscilacija će pokriti cijelo okruženje. Međutim, to će se izvoditi u različitim fazama: što se čestica nalazi dalje od izvora oscilacija, to će kasnije početi da osciluje i više će njena oscilacija kasniti u fazi. Širenje vibracija u mediju tzv. talasni proces ili talas. Primjer: seizmički valovi, vodeni valovi. Smjer prostiranja vala (oscilacija) naziva se greda.

Talas se zove poprečno, ako čestice medija osciliraju okomito na snop. Ako osciliraju duž snopa, tada se val naziva uzdužni.

Uzdužni talasi mogu nastati u medijumu sa zapreminska elastičnost, tj. in čvrste materije, tečnosti i gasovita tela. poprečni talasi nastaju samo u mediju sa elastičnom formom (posmična deformacija), tj. samo u čvrstim materijama. Izuzetak su valovi na površini vode.

Glavni zakoni valnog procesa vrijede ne samo za mehaničke valove elastičnog medija, već i za valove bilo koje prirode, posebno za valove elektromagnetno polje.

TALASNA JEDNAČINA. INTENZITET TALASA.

Neka su oscilacije izvora O harmonijske, tj. x \u003d Asin t.

Tada će i sve čestice medija doći u harmonijsku oscilaciju sa istom frekvencijom i amplitudom, ali sa različitim fazama. U medijumu će se pojaviti sinusoidni talas.

Talasni graf je površno sličan grafu harmonijskog talasa, ali su suštinski različiti. Grafik oscilovanja je zavisnost pomaka date čestice o vremenu, talasni graf je pomeranje svih čestica medija sa udaljenosti do izvora oscilacija u datom trenutku. On je kao snimak talasa.

Dobijamo talasnu jednačinu. Razmotrimo neku česticu C. Očigledno je da ako čestica O oscilira već t sek., onda čestica C oscilira samo (t - ) sek., gdje je  vrijeme širenja oscilacija od O do C. Tada je jednačina oscilacije za C će biti

X \u003d Asin (t - ) , ali  \u003d y / V,

gdje V - brzina prostiranja talasa.

Tada je H = Asin(t – y/ V) je talasna jednačina (1)

S obzirom da je talasna dužina  V T= V/, odakle V= /T,  = 2/T =2 dobijamo

X \u003d Asin2 (t / T - y / ) = Asin2 (t - y / ) = Asin (t -2y / ),

gdje je k = 2/ talasni broj. Ako promijenimo koordinatne ose, onda

y(x,t) = Asin(t  kx). Znak (+) označava suprotan smjer širenja.

Udaljenost preko koje se oscilacija širi u jednom periodu naziva se talasna dužina.

Brzina širenja talasnog kretanja je brzina širenja faze (fazna brzina). U homogenom mediju brzina je konstantna. Pri prelasku iz jednog medija u drugi mijenja se brzina širenja valova, jer se elastična svojstva medija mijenjaju, ali učestalost oscilacija, kako pokazuje iskustvo, ostaje nepromijenjena. To znači da na prelazak iz jedne sredine u drugu će se promijeniti .

Ako smo pobudili vibracije u bilo kojoj tački medija, tada će se vibracije prenijeti na sve okolne tačke, tj. skup čestica zatvorenih u određenom volumenu će oscilirati. Šireći se iz izvora oscilacija, talasni proces pokriva sve više novih delova prostora. Geometrijski lokus tačaka do kojih oscilacije dosežu određenu tačku u vremenut, zvao talasni front.

Dakle, valni front je površina koja odvaja dio prostora koji je već uključen u valni proces od područja u kojem oscilacije još nisu nastale. Lokus tačaka koje osciliraju u istoj fazi naziva se. talasna površina. Valne površine mogu biti različitih oblika. Najjednostavniji od njih imaju oblik sfere ili ravni. Talasi koji imaju takve površine nazivaju se sfernim ili ravnim valovima.

Često je prilikom rješavanja problema širenja valova potrebno konstruirati valni front za određeni trenutak vremena koristeći valni front dat za početni trenutak vremena. Ovo se može uraditi pomoću Hajgensov princip, čija je suština sledeća:

Neka front talasa koji se kreće u homogenoj sredini zauzima poziciju 1 u datom trenutku, sl. 2.

Potrebno je pronaći njegovu poziciju nakon vremenskog intervala t. Prema Huygensu, svaka tačka medija do koje dođe sam talas postaje izvor sekundarnih talasa(prva pozicija).

To znači da sferni talas počinje da se širi iz njega, kao iz centra. Da bismo konstruisali sekundarne talase, oko svake tačke početne fronte opisujemo sfere poluprečnika

y = Vt, gdje V – brzina talasa .

Sekundarni valovi se međusobno poništavaju u svim smjerovima, osim u smjerovima početnog fronta ( druga teza Hajgensovog principa).

Drugim riječima, oscilacije su očuvane samo na vanjskom omotaču sekundarnih valova. Konstruisanjem ovog omotača dobijamo početni položaj 2 talasnog fronta.

Huygensov princip je također primjenjiv na nehomogenu sredinu. U ovom slučaju, vrijednosti V, a stoga y nisu isti u različitim smjerovima.

Jer prolazak talasa je praćen oscilacijama čestica medija, a zatim se zajedno sa talasom kreće i energija oscilacija u prostoru.

Intenzitet talasa ili gustina energetskog toka tzv. omjer energije prenesene valom kroz područje okomito na snop prema trajanju vremena prijenosa i veličini površine.

Dobijamo izraz za intenzitet talasa.

Neka 1 cm 3 medija sadrži n 0 čestica mase m. Tada je energija oscilacije sredine po jedinici zapremine jednaka

E \u003d n 0 m 2 A 2 / 2 \u003d  2 A 2 / 2, gdje je  = n 0 m.

Očigledno, za 1 s kroz površinu od 1 cm 2 energija sadržana u zapremini pravokutnog paralelepipeda s osnovom od 1 cm 2 i visinom jednakom V, dakle intenzitet

I=E V =  V 2 A 2 /2.

Dakle, intenzitet vala je proporcionalan gustoći medija i brzini, kvadratu kružne frekvencije i kvadratu amplitude talasa.

stajaći talasi.

Često je potrebno posmatrati međusobnu superpoziciju talasa, dok čestice medija učestvuju u nekoliko talasnih kretanja odjednom. Iskustvo to pokazuje u ovom slučaju pomak svake čestice medija je zbir njenih pomaka koji odgovaraju svim superponiranim talasima. Fenomen preklapanja se naziva sumiranje talasa. Jedan od najvažnijih primjera takvog dodavanja je superpozicija dvaju ravnih valova koji putuju u suprotnim smjerovima s istom amplitudom. U ovom slučaju, rezultirajući pomak je dat sa

Y(x,t) = Asin(t – kx) + Asin(t + kx) = 2Asin t coskx = B(x) sint.

Takav dodatak možemo uočiti kada se valovi odbijaju od prepreka. Talas koji pada na barijeru i reflektovani talas koji ide prema njoj, preklapajući se jedan sa drugim, daju rezultujuću oscilaciju, tzv. stojeći talas.

Iz jednačine stojećeg talasa može se vidjeti da se u svakoj tački ovog vala javljaju oscilacije iste frekvencije kao i kod protuprostranih valova, a amplituda B ovisi o x koordinati:

B(x) = 2A cos kx = 2Acos2x / .

U onim tačkama gdje je 2x/ = n (n = 0,1,2,...), amplituda AT dostiže maksimum od 2A. Ove tačke se nazivaju antinodi stojnog talasa.

Koordinata antičvora je x n = n/2. U tačkama u kojima je 2h/ = (n+1/2), amplituda AT ide na nulu. Ove tačke se nazivaju čvorovi stojećeg talasa. Tačke medija koje se nalaze na čvorovima ne osciliraju. Koordinate čvora su jednake

X y = (n  ½)/2.

Iz formula za koordinate čvorova i antičvorova proizilazi da je udaljenost između susjednih čvorova (kao i susjednih antičvorova) jednaka /2.

ZVUK.

Zvuk koji čovjek percipira također je talasno kretanje koje se javlja u okruženju oko nas. Izvor zvuka je uvijek neko tijelo koje vibrira. Ovo tijelo pokreće okolni zrak u kojem se počinju širiti longitudinalni elastični talasi. Kada ovi valovi stignu do uha, uzrokuju vibriranje bubne opne i mi osjećamo zvuk. . Mehanički talasi, čiji efekat na uho izaziva osećaj zvuka, nazivaju se zvučni talasi. Osoba percipira f \u003d 20–16000 Hz. f< 20 Гц – infrazvuk, f > 16 kHz – ultrazvuk.

(Planine, lavine, sjeli! Infrazvuk  strah).

Elastični valovi se mogu širiti samo u mediju gdje postoji veza između pojedinih čestica ovog medija, pa se zvuk ne može širiti u vakuumu. U vazduhu V=330 m/s.

Da bi izazvao zvučni osjećaj, val mora imati određeni minimalni intenzitet, koji se naziva

prag sluha. Drugačije je za različiti ljudi i jako zavisi od f. Ljudsko uho je najosjetljivije na f = 1000 - 4000 Hz. U ovom opsegu frekvencija I 0 = 10 -16 W.

Zvuk vrlo visokog intenziteta također ne izaziva slušni osjećaj, već samo stvara osjećaj boli i pritiska u uhu. Minimalna vrijednost intenziteta zvuka, čiji višak uzrokuje bol, tzv. prag bola. Vrijednosti različitih pragova su različite za različite frekvencije, sl.1.

prag bola

Zvučno područje

Fig.1. prag sluha

Prvo zvučni kvalitet zvuka je volumen. Promjena jačine zvuka uzrokovana je promjenom amplitude oscilacija. To se događa zato što je energija koju nosi val proporcionalna kvadratu amplitude (E ~ A 2).

Sekunda kvalitet zvuka je visina njegovog tona. Zvuk koji odgovara strogo određenoj frekvenciji vibracija naziva se. ton.Što je frekvencija zvuka veća, to je jači ton. Pomoću viljuške za podešavanje možete dobiti zvukove različitih tonova.

Treće kvalitet zvuka je timbre. U životu često prepoznajemo poznatu osobu po glasu, a da je još ne vidimo. Lako razlikujemo zvukove violine od zvukova klavira, iako mogu biti istog tona. Kvalitet zvuka, koji vam omogućava da odredite izvor njegovog formiranja, tzv. timbre. Timbar različitih izvora zvuka nije isti. To se objašnjava stvaranjem dodatnih stajaćih valova u samom izvoru zvuka, koji daju dodatni tonovi. Dodatni tonovi izvora zvuka, viši od glavnog tona, pozvao viši harmonijski tonovi ili prizvuci.

Svaki izvor zvuka ima određeni broj prizvuka. Oni daju zvuku karakterističnu nijansu - tembar.

Buka razlikuje se od muzičkog zvuka samo po tome što sadrži vibracije različitih frekvencija sa različitim amplitudama.

Na sučelju između dva medija, zvučni valovi prolaze kroz djelomičnu ili potpunu refleksiju. Povratak zvučnog vala nakon refleksije se naziva. echo. Fenomen refleksije zvučnih talasa se široko koristi u akustici. Relativno slabo prigušenje ultrazvučnih talasa u vodi omogućilo je njihovu upotrebu sonar - detekcija objekata i određivanje udaljenosti od izvora zvuka do objekata. Sonar (ehosonder) - mjeri dubinu i reljef morskog dna, udaljenost do sante leda, jata riba itd. Primjeri: robotika, ultrazvuk.

t=2 l /V odakle l= tv/2. l

impuls

izvor ultrazvuka

Ako se oscilirajuće tijelo (izvor oscilacija) stavi u elastični medij, tada će i čestice medija koje se nalaze uz njega početi oscilirati. Oscilacija ovih čestica prenosi se (elastičnim silama) na susjedne čestice medija itd. Nakon nekog vremena, oscilacija će pokriti cijelo okruženje. Međutim, to će se izvoditi u različitim fazama: što se čestica nalazi dalje od izvora oscilacija, to će kasnije početi da osciluje i više će njena oscilacija kasniti u fazi. Širenje vibracija u mediju tzv. talasni proces ili talas. Primjer: seizmički valovi, vodeni valovi. Smjer prostiranja vala (oscilacija) naziva se greda.

Talas se zove poprečno, ako čestice medija osciliraju okomito na snop. Ako osciliraju duž snopa, tada se val naziva uzdužni.

Uzdužni talasi mogu nastati u medijumu sa zapreminska elastičnost, tj. u čvrstim materijama, tečnostima i gasovima. poprečni talasi nastaju samo u mediju sa elastičnom formom (posmična deformacija), tj. samo u čvrstim materijama. Izuzetak su valovi na površini vode.

Glavni zakoni valnog procesa vrijede ne samo za mehaničke valove elastične sredine, već i za valove bilo koje prirode, posebno za valove elektromagnetnog polja.

TALASNA JEDNAČINA. INTENZITET TALASA.

Neka su oscilacije izvora O harmonijske, tj. x \u003d Asin t.

Tada će i sve čestice medija doći u harmonijsku oscilaciju sa istom frekvencijom i amplitudom, ali sa različitim fazama. U medijumu će se pojaviti sinusoidni talas.

Talasni graf je površno sličan grafu harmonijskog talasa, ali su suštinski različiti. Grafik oscilovanja je zavisnost pomaka date čestice o vremenu, talasni graf je pomeranje svih čestica medija sa udaljenosti do izvora oscilacija u datom trenutku. On je kao snimak talasa.

Dobijamo talasnu jednačinu. Razmotrimo neku česticu C. Očigledno je da ako čestica O oscilira već t sek., onda čestica C oscilira samo (t - ) sek., gdje je  vrijeme širenja oscilacija od O do C. Tada je jednačina oscilacije za C će biti

X \u003d Asin (t - ) , ali  \u003d y / V,

gdje V - brzina prostiranja talasa.

Tada je H = Asin(t – y/ V) je talasna jednačina (1)

S obzirom da je talasna dužina  V T= V/, odakle V= /T,  = 2/T =2 dobijamo

X \u003d Asin2 (t / T - y / ) = Asin2 (t - y / ) = Asin (t -2y / ),

gdje je k = 2/ talasni broj. Ako promijenimo koordinatne ose, onda

y(x,t) = Asin(t  kx). Znak (+) označava suprotan smjer širenja.

Udaljenost preko koje se oscilacija širi u jednom periodu naziva se talasna dužina.

Brzina širenja talasnog kretanja je brzina širenja faze (fazna brzina). U homogenom mediju brzina je konstantna. Pri prelasku iz jednog medija u drugi mijenja se brzina širenja valova, jer se elastična svojstva medija mijenjaju, ali učestalost oscilacija, kako pokazuje iskustvo, ostaje nepromijenjena. To znači da na prelazak iz jedne sredine u drugu će se promijeniti .

Ako smo pobudili vibracije u bilo kojoj tački medija, tada će se vibracije prenijeti na sve okolne tačke, tj. skup čestica zatvorenih u određenom volumenu će oscilirati. Šireći se iz izvora oscilacija, talasni proces pokriva sve više novih delova prostora. Geometrijski lokus tačaka do kojih oscilacije dosežu određenu tačku u vremenut, zvao talasni front.

Dakle, valni front je površina koja odvaja dio prostora koji je već uključen u valni proces od područja u kojem oscilacije još nisu nastale. Lokus tačaka koje osciliraju u istoj fazi naziva se. talasna površina. Valne površine mogu biti različitih oblika. Najjednostavniji od njih imaju oblik sfere ili ravni. Talasi koji imaju takve površine nazivaju se sfernim ili ravnim valovima.

Često je prilikom rješavanja problema širenja valova potrebno konstruirati valni front za određeni trenutak vremena koristeći valni front dat za početni trenutak vremena. Ovo se može uraditi pomoću Hajgensov princip, čija je suština sledeća:

Neka front talasa koji se kreće u homogenoj sredini zauzima poziciju 1 u datom trenutku, sl. 2.

Potrebno je pronaći njegovu poziciju nakon vremenskog intervala t. Prema Huygensu, svaka tačka medija do koje dođe sam talas postaje izvor sekundarnih talasa(prva pozicija).

To znači da sferni talas počinje da se širi iz njega, kao iz centra. Da bismo konstruisali sekundarne talase, oko svake tačke početne fronte opisujemo sfere poluprečnika

y = Vt, gdje V – brzina talasa .

Sekundarni valovi se međusobno poništavaju u svim smjerovima, osim u smjerovima početnog fronta ( druga teza Hajgensovog principa).

Drugim riječima, oscilacije su očuvane samo na vanjskom omotaču sekundarnih valova. Konstruisanjem ovog omotača dobijamo početni položaj 2 talasnog fronta.

Huygensov princip je također primjenjiv na nehomogenu sredinu. U ovom slučaju, vrijednosti V, a stoga y nisu isti u različitim smjerovima.

Jer prolazak talasa je praćen oscilacijama čestica medija, a zatim se zajedno sa talasom kreće i energija oscilacija u prostoru.

Intenzitet talasa ili gustina energetskog toka tzv. omjer energije prenesene valom kroz područje okomito na snop prema trajanju vremena prijenosa i veličini površine.

Dobijamo izraz za intenzitet talasa.

Neka 1 cm 3 medija sadrži n 0 čestica mase m. Tada je energija oscilacije sredine po jedinici zapremine jednaka

E \u003d n 0 m 2 A 2 / 2 \u003d  2 A 2 / 2, gdje je  = n 0 m.

Očigledno, za 1 s kroz površinu od 1 cm 2 energija sadržana u zapremini pravokutnog paralelepipeda s osnovom od 1 cm 2 i visinom jednakom V, dakle intenzitet

I=E V =  V 2 A 2 /2.

Dakle, intenzitet vala je proporcionalan gustoći medija i brzini, kvadratu kružne frekvencije i kvadratu amplitude talasa.

stajaći talasi.

Često je potrebno posmatrati međusobnu superpoziciju talasa, dok čestice medija učestvuju u nekoliko talasnih kretanja odjednom. Iskustvo to pokazuje u ovom slučaju pomak svake čestice medija je zbir njenih pomaka koji odgovaraju svim superponiranim talasima. Fenomen preklapanja se naziva sumiranje talasa. Jedan od najvažnijih primjera takvog dodavanja je superpozicija dvaju ravnih valova koji putuju u suprotnim smjerovima s istom amplitudom. U ovom slučaju, rezultirajući pomak je dat sa

Y(x,t) = Asin(t – kx) + Asin(t + kx) = 2Asin t coskx = B(x) sint.

Takav dodatak možemo uočiti kada se valovi odbijaju od prepreka. Talas koji pada na barijeru i reflektovani talas koji ide prema njoj, preklapajući se jedan sa drugim, daju rezultujuću oscilaciju, tzv. stojeći talas.

Iz jednačine stojećeg talasa može se vidjeti da se u svakoj tački ovog vala javljaju oscilacije iste frekvencije kao i kod protuprostranih valova, a amplituda B ovisi o x koordinati:

B(x) = 2A cos kx = 2Acos2x / .

U onim tačkama gdje je 2x/ = n (n = 0,1,2,...), amplituda AT dostiže maksimum od 2A. Ove tačke se nazivaju antinodi stojnog talasa.

Koordinata antičvora je x n = n/2. U tačkama u kojima je 2h/ = (n+1/2), amplituda AT ide na nulu. Ove tačke se nazivaju čvorovi stojećeg talasa. Tačke medija koje se nalaze na čvorovima ne osciliraju. Koordinate čvora su jednake

X y = (n  ½)/2.

Iz formula za koordinate čvorova i antičvorova proizilazi da je udaljenost između susjednih čvorova (kao i susjednih antičvorova) jednaka /2.

ZVUK.

Zvuk koji čovjek percipira također je talasno kretanje koje se javlja u okruženju oko nas. Izvor zvuka je uvijek neko tijelo koje vibrira. Ovo tijelo pokreće okolni zrak u kojem se počinju širiti longitudinalni elastični talasi. Kada ovi valovi stignu do uha, uzrokuju vibriranje bubne opne i mi osjećamo zvuk. . Mehanički talasi, čiji efekat na uho izaziva osećaj zvuka, nazivaju se zvučni talasi. Osoba percipira f \u003d 20–16000 Hz. f< 20 Гц – infrazvuk, f > 16 kHz – ultrazvuk.

(Planine, lavine, sjeli! Infrazvuk  strah).

Elastični valovi se mogu širiti samo u mediju gdje postoji veza između pojedinih čestica ovog medija, pa se zvuk ne može širiti u vakuumu. U vazduhu V=330 m/s.

Da bi izazvao zvučni osjećaj, val mora imati određeni minimalni intenzitet, koji se naziva

prag sluha. Različit je za različite ljude i jako zavisi od f. Ljudsko uho je najosjetljivije na f = 1000 - 4000 Hz. U ovom opsegu frekvencija I 0 = 10 -16 W.

Zvuk vrlo visokog intenziteta također ne izaziva slušni osjećaj, već samo stvara osjećaj boli i pritiska u uhu. Minimalna vrijednost intenziteta zvuka, čiji višak uzrokuje bol, tzv. prag bola. Vrijednosti različitih pragova su različite za različite frekvencije, sl.1.

prag bola

Zvučno područje

Fig.1. prag sluha

Prvo zvučni kvalitet zvuka je volumen. Promjena jačine zvuka uzrokovana je promjenom amplitude oscilacija. To se događa zato što je energija koju nosi val proporcionalna kvadratu amplitude (E ~ A 2).

Sekunda kvalitet zvuka je visina njegovog tona. Zvuk koji odgovara strogo određenoj frekvenciji vibracija naziva se. ton.Što je frekvencija zvuka veća, to je jači ton. Pomoću viljuške za podešavanje možete dobiti zvukove različitih tonova.

Treće kvalitet zvuka je timbre. U životu često prepoznajemo poznatu osobu po glasu, a da je još ne vidimo. Lako razlikujemo zvukove violine od zvukova klavira, iako mogu biti istog tona. Kvalitet zvuka, koji vam omogućava da odredite izvor njegovog formiranja, tzv. timbre. Timbar različitih izvora zvuka nije isti. To se objašnjava stvaranjem dodatnih stajaćih valova u samom izvoru zvuka, koji daju dodatni tonovi. Dodatni tonovi izvora zvuka, viši od glavnog tona, pozvao viši harmonijski tonovi ili prizvuci.

Svaki izvor zvuka ima određeni broj prizvuka. Oni daju zvuku karakterističnu nijansu - tembar.

Buka razlikuje se od muzičkog zvuka samo po tome što sadrži vibracije različitih frekvencija sa različitim amplitudama.

Na sučelju između dva medija, zvučni valovi prolaze kroz djelomičnu ili potpunu refleksiju. Povratak zvučnog vala nakon refleksije se naziva. echo. Fenomen refleksije zvučnih talasa se široko koristi u akustici. Relativno slabo prigušenje ultrazvučnih talasa u vodi omogućilo je njihovu upotrebu sonar - detekcija objekata i određivanje udaljenosti od izvora zvuka do objekata. Sonar (ehosonder) - mjeri dubinu i reljef morskog dna, udaljenost do sante leda, jata riba itd. Primjeri: robotika, ultrazvuk.

t=2 l /V odakle l= tv/2. l

impuls

izvor ultrazvuka

> Longitudinalni talasi

Ponekad se nazivaju kompresijskim valovima. osciliraju u smjeru širenja.

Zadatak učenja

• Odrediti svojstva i primjere tipa longitudinalnog talasa.

Ključne točke

• Oscilacije uzdužnih talasa vrše se u pravcu prostiranja, ali su premale i imaju ravnotežne položaje, pa ne pomeraju masu.
• Ovaj tip se može smatrati impulsima koji prenose energiju duž ose propagacije.
• Takođe se mogu percipirati kao talasi pritiska sa karakterističnom kompresijom i razrjeđivanjem.

Uslovi

• Razrjeđivanje je smanjenje gustine materijala (prvenstveno za tekućinu).
• Uzdužno - u smjeru dužine ose.
• Kompresija je povećanje gustine.

Primjer

Zvučni talas je najbolji. On prihvata impulse koji nastaju kompresijom zraka.

Longitudinalni talasi

Smjer vibracije se poklapa sa smjerom kretanja. Odnosno, kretanje medija se nalazi u istom smjeru kao i kretanje valova. Neki longitudinalni valovi se također nazivaju kompresijski. Ako želite eksperimentirati, onda samo uzmite Slinky igračku (oprugu) i držite je na oba kraja. U trenutku kompresije i slabljenja, impuls će se pomaknuti do kraja.

Komprimirani Slinky je primjer longitudinalnog vala. Proširuje se u istom smjeru kao i vibracije

Uzdužno (kao i poprečno) ne pomjeraju masu. Razlika je u tome što će svaka čestica u mediju kroz koju se širi longitudinalni talas oscilirati duž ose širenja. Ako mislite na Slinky, onda zavojnice osciliraju u tačkama, ali se neće kretati duž dužine opruge. Ne zaboravite da se ovdje ne prenosi masa, već energija u obliku impulsa.

U nekim slučajevima takvi talasi deluju kao talasi pritiska. Zvuk je odličan primjer. Nastaju kada se medij (najčešće zrak) sabije. Longitudinalni zvučni valovi - naizmjenično odstupanje tlaka od uravnoteženog tlaka, što dovodi do lokalnih područja kompresije i razrjeđivanja.

Materija u medijumu se periodično pomera zvučni talas i oscilirati. Da biste proizveli zvuk, morate komprimirati čestice zraka do određene količine. Tako nastaju poprečni talasi. Uši osetljivo reaguju na različite pritiske i prevode talase u tonove.

Svidio vam se unos?Reci svojim prijateljima o tome!!!

NAJNOVIJI svemirske vijesti

Naučnici pozivaju na preispitivanje misije osmišljene da odvrati udar asteroida od Zemlje. AIDA (Asteroid Impact and Deformation Assessment) je važan projekat...

Postoje uzdužni i poprečni talasi. Talas se zove poprečno, ako čestice medija osciliraju u smjeru okomitom na smjer prostiranja talasa (slika 15.3). Poprečni val širi se, na primjer, duž istegnute vodoravne gumene vrpce, čiji je jedan kraj fiksiran, a drugi se dovodi u vertikalno oscilatorno kretanje.

Talas se zove uzdužni, ako čestice medija osciliraju u pravcu širenja talasa (slika 15.5).

Uzdužni val može se uočiti na dugoj mekanoj oprugi velikog promjera. Udaranjem u jedan od krajeva opruge može se primijetiti kako će se uzastopne kondenzacije i razrjeđivanje njenih namotaja širiti duž opruge, teče jedna za drugom. Na slici 15.6, tačke pokazuju položaj namotaja opruge u mirovanju, a zatim položaje namotaja opruge u uzastopnim vremenskim intervalima jednakim četvrtini perioda.

Dakle, longitudinalni val u slučaju koji se razmatra je naizmjenični klaster (Sg) i razrjeđivanje (Jednom) opružni namotaji.

Energija putujućeg talasa. Vektor gustine energetskog toka

Elastična sredina u kojoj se talas širi ima oboje kinetička energija oscilatorno kretanječestice i potencijalna energija, zbog deformacije medija. Može se pokazati da je volumetrijska gustina energije za ravan koji putuje harmonijski val S=Acos(ω(t-)+φ 0)

gdje je r=dm/dV gustina medija, tj. periodično se menja od 0 do rA2w2 tokom vremena p/w=T/2. Prosječna vrijednost gustine energije tokom vremenskog perioda p / w = T / 2

Za karakterizaciju prijenosa energije uvodi se koncept vektora gustoće energetskog fluksa - Umov vektor. Hajde da izvedemo izraz za to. Ako se energija DW prenosi kroz područje DS^ okomito na pravac prostiranja talasa za vreme Dt, tada će gustina toka energije Sl. 2

gdje je DV=DS^ uDt zapremina elementarnog cilindra odabranog u okruženju. Budući da je brzina prijenosa energije ili grupna brzina vektor, gustina toka energije se također može predstaviti kao vektor, W/m2 (18) Ovaj vektor je uveo N.A. Umov 1874. Prosječna vrijednost njegovog modula naziva se intenzitetom talasa (19) Za harmonični talas u=v , dakle, za takav talas u formulama (17)-(19) u se može zameniti sa v. Intenzitet je određen gustinom energetskog toka - ovaj vektor se poklapa sa smjerom u kojem se energija prenosi i jednak je energetskom fluksu koji se prenosi kroz……………..

Kada se govori o intenzitetu, misli se na fizičko značenje vektora - protok energije. Intenzitet vala je proporcionalan kvadratu amplitude.

Vector Pointing(takođe vektor Umov- Pokazuje) - vektor gustina energetskog fluksa elektromagnetnog polja, jedna od komponenti tenzor energije i impulsa elektromagnetnog polja. Poyntingov vektor S može se definirati u terminima vektorski proizvod dva vektora:

(u GHS sistemu),

(u SI sistem),

gdje E i H- vektori napetosti električni i magnetna polja, respektivno.

(u složen oblik) ,

gdje E i H- vektori kompleksne amplitude električne i magnetna polja, respektivno.

Ovaj vektor je po apsolutnoj vrijednosti jednak količini energije koja se prenosi kroz jediničnu površinu normalnu na S, po jedinici vremena. Vektor svojim smjerom određuje smjer prijenosa energije.

Budući da su komponente tangencijalne na interfejs između dva medija E i H kontinuirano (vidi granični uslovi), zatim vektor S je kontinuiran na granici dva medija.

stajaći talas - fluktuacije u distribuiranim oscilatornim sistemima sa karakterističnim rasporedom naizmeničnih maksimuma ( antinodi) i minimuma ( čvorovi)amplituda. U praksi se takav talas javlja kada refleksije od prepreka i nehomogenosti kao rezultat superponiranja reflektovanog talasa na upadni. Istovremeno, to je izuzetno važno frekvencija, faza i koeficijent slabljenja talasa na mestu refleksije.

Primjer stojećeg vala je fluktuacije strune, vibracije zraka u cijevi organa ; u prirodi - Šumanovi talasi.

Čisto stojeći val, strogo govoreći, može postojati samo u odsustvu gubitaka u mediju i totalni odraz talasa od granice. Obično, pored stajaćih talasa, medij sadrži i putujući talasi, dovodeći energiju do mesta njene apsorpcije ili emisije.

Da biste demonstrirali stajaće talase u gasu, koristite rubens pipe.