Uzunlamasına to'lqinlar. Transvers va uzunlamasına to'lqinlar

uzunlamasına to'lqin. BO'YLIK TO'LQIN, uni tavsiflovchi miqdorning yo'nalishi (masalan, muhitning tebranuvchi zarrachalarining siljishi) tarqalish yo'nalishiga parallel bo'lgan to'lqin. Uzunlamasına to'lqinlar, xususan, tekislik (bir xil) ... ... Illustrated entsiklopedik lug'at

Vektor miqdori uni tavsiflovchi to'lqin (masalan, garmonik to'lqinlar uchun vektor amplitudasi) uning tarqalish yo'nalishiga (garmonik to'lqinlar uchun, It to'lqin vektoriga) kollineardir. P.ga in. xususan, tekis (bir hil) tovushni o'z ichiga oladi ... ... Jismoniy entsiklopediya

Uni tavsiflovchi vektor miqdorining yo'nalishi (masalan, muhitning tebranuvchi zarrachalarining siljishi) tarqalish yo'nalishiga parallel bo'lgan to'lqin. P.ga in. xususan, tovush, gaz va suyuqliklardagi toʻlqinlarni oʻz ichiga oladi. Uzunlamasına to'lqin ... Tabiiy fan. ensiklopedik lug'at

uzunlamasına to'lqin- kam uchraydigan siqilish to'lqini 1. Muhit zarrachalarining tebranish yo'nalishlari to'lqin tarqalish yo'nalishiga to'g'ri keladigan to'lqin 2. Muhit zarralari to'lqin tarqalish yo'nalishi bo'yicha tebranadigan to'lqin Mavzular tebranish EN bo'ylama to'lqin DE longitudinalwelle FR onde longitudinal … Texnik tarjimon uchun qo'llanma

Agar elastik muhitga tebranuvchi jism (tebranishlar manbai) joylashtirilsa, u holda unga tutashgan muhitning zarralari ham tebranishni boshlaydi. Bu zarralarning tebranishi (elastik kuchlar bilan) muhitning qo'shni zarrachalariga va boshqalarga uzatiladi. Biroz vaqt o'tgach, tebranish butun atrof-muhitni qamrab oladi. Biroq, u turli fazalar bilan amalga oshiriladi: zarracha tebranish manbasidan qanchalik uzoqda joylashgan bo'lsa, u shunchalik kechroq tebranishni boshlaydi va uning tebranishi fazada ko'proq orqada qoladi. Tebranishlarning muhitda tarqalishi deyiladi. to'lqin jarayoni yoki to'lqin. Misol: seysmik to'lqinlar, suv to'lqinlari. To'lqinning tarqalish yo'nalishi (tebranish) deyiladi nur.

To'lqin deyiladi ko'ndalang, muhitning zarralari nurga perpendikulyar tebranib tursa. Agar ular nur bo'ylab tebransa, u holda to'lqin deyiladi uzunlamasına.

bo'lgan muhitda uzunlamasına to'lqinlar paydo bo'lishi mumkin hajmning elastikligi, ya'ni. ichida qattiq moddalar, suyuqliklar va gazsimon jismlar. ko'ndalang to'lqinlar faqat shakl elastikligi (kesish deformatsiyasi) bo'lgan muhitda paydo bo'ladi, ya'ni. faqat qattiq moddalarda. Istisno - suv yuzasida to'lqinlar.

To'lqin jarayonining asosiy qonuniyatlari nafaqat elastik muhitning mexanik to'lqinlari, balki har qanday tabiatdagi to'lqinlar, xususan to'lqinlar uchun ham amal qiladi. elektromagnit maydon.

TO‘LQIN TENGLAMA. TOʻLQIN INTENSITY.

Manba O ning tebranishlari garmonik bo'lsin, ya'ni. x \u003d Asin t.

Shunda muhitning barcha zarralari ham bir xil chastota va amplitudali, lekin har xil fazali garmonik tebranishga kiradi. Muhitda sinusoidal to'lqin paydo bo'ladi.

To'lqin grafigi yuzaki jihatdan garmonik to'lqin grafigiga o'xshaydi, lekin ular mohiyatan farq qiladi. Tebranish grafigi - berilgan zarrachaning siljishining vaqtga bog'liqligi, to'lqin grafigi - muhitning barcha zarrachalarining ma'lum bir vaqtda tebranish manbasigacha bo'lgan masofadan siljishi. U o'xshaydi to'lqinning surati.

Biz to'lqin tenglamasini olamiz. Ba'zi bir C zarrasini ko'rib chiqaylik. Ko'rinib turibdiki, agar O zarrasi allaqachon t sek. tebransa, u holda C zarrasi faqat (t - ) sek. tebranadi, bu erda  - O dan C gacha bo'lgan tebranishlarning tarqalish vaqti. Keyin tebranish tenglamasi C uchun bo'ladi

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

qayerda V - to'lqinning tarqalish tezligi.

Keyin X = Asin(t – y/ V) to'lqin tenglamasi (1)

To'lqin uzunligi  ekanligini hisobga olsak V T= V/, qayerdan V= /T,  = 2/T =2 olamiz

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

bu erda k = 2/ to'lqin soni. Agar biz koordinata o'qlarini o'zgartirsak, u holda

y(x,t) = Asin(t  kx). (+) belgisi tarqalishning teskari yo'nalishini bildiradi.

Bir davrda tebranish tarqaladigan masofa deyiladi to'lqin uzunligi.

To'lqin harakatining tarqalish tezligi - fazaning tarqalish tezligi (faza tezligi). Bir hil muhitda tezlik doimiy bo'ladi. Bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda to'lqin tarqalish tezligi o'zgaradi, chunki muhitning elastik xususiyatlari o'zgaradi, lekin tebranishlar chastotasi, tajriba shuni ko'rsatadiki, o'zgarishsiz qoladi. Bu shuni anglatadiki, da bir muhitdan ikkinchi muhitga o'tish o'zgaradi .

Agar biz muhitning istalgan nuqtasida tebranishlarni qo'zg'atgan bo'lsak, u holda tebranishlar atrofdagi barcha nuqtalarga uzatiladi, ya'ni. ma'lum hajmga o'ralgan zarralar to'plami tebranadi. Tebranish manbalaridan tarqaladigan to'lqin jarayoni kosmosning tobora ko'proq yangi qismlarini qamrab oladi. Tebranishlar vaqt ichida ma'lum bir nuqtaga etib boradigan nuqtalarning geometrik joylashuvit, chaqirildi to'lqin old.

Shunday qilib, to'lqin jabhasi - bu to'lqin jarayonida allaqachon ishtirok etgan bo'shliq qismini tebranishlar hali paydo bo'lmagan maydondan ajratib turadigan sirt. Xuddi shu fazada tebranuvchi nuqtalarning joylashuvi deyiladi. to'lqin yuzasi. To'lqin sirtlari turli shakllarda bo'lishi mumkin. Ularning eng oddiylari shar yoki tekislik shakliga ega. Bunday sirtlarga ega bo'lgan to'lqinlar mos ravishda sferik yoki tekis to'lqinlar deb ataladi.

Ko'pincha, to'lqinlarning tarqalishi masalalarini hal qilishda, vaqtning dastlabki momenti uchun berilgan to'lqin jabhasidan foydalanib, ma'lum bir vaqt uchun to'lqin jabhasini qurish kerak. Buni yordamida amalga oshirish mumkin Gyuygens printsipi, uning mohiyati quyidagicha:

Bir hil muhitda harakatlanuvchi to'lqin jabhasi ma'lum bir vaqtda 1-o'rinni egallasin, rasm. 2.

t vaqt oralig'idan keyin uning o'rnini topish talab qilinadi. Gyuygensning fikricha, to'lqin erishgan muhitning har bir nuqtasi ikkilamchi to'lqinlar manbaiga aylanadi(birinchi pozitsiya).

Bu shuni anglatadiki, sharsimon to'lqin markazdan bo'lgani kabi, undan ham tarqala boshlaydi. Ikkilamchi to'lqinlarni qurish uchun dastlabki jabhaning har bir nuqtasi atrofida radiusli sharlarni tasvirlaymiz

y = Vt, qayerda V – to'lqin tezligi .

Ikkilamchi to'lqinlar barcha yo'nalishlarda o'zaro bekor qilinadi, dastlabki jabhaning yo'nalishlaridan tashqari ( Gyuygens printsipining ikkinchi taklifi).

Boshqacha qilib aytganda, tebranishlar faqat ikkilamchi to'lqinlarning tashqi konvertida saqlanadi. Ushbu konvertni qurish orqali biz to'lqin jabhasining 2-boshlang'ich pozitsiyasini olamiz.

Gyuygens printsipi bir jinsli bo'lmagan muhitga ham tegishli. Bunday holda, qiymatlar V, a shuning uchun y turli yo'nalishlarda bir xil emas.

Chunki to'lqinning o'tishi muhit zarrachalarining tebranishlari bilan birga bo'ladi, keyin to'lqin bilan birga tebranishlar energiyasi ham fazoda harakat qiladi.

To'lqin intensivligi yoki energiya oqimi zichligi deyiladi. nurga perpendikulyar bo'lgan maydon orqali to'lqin tomonidan uzatiladigan energiyaning uzatish vaqtining davomiyligiga va maydonning o'lchamiga nisbati.

Biz to'lqin intensivligining ifodasini olamiz.

1 sm 3 muhitda n 0 m massali zarrachalar bo'lsin. U holda muhitning hajm birligiga tebranish energiyasi teng bo'ladi

E \u003d n 0 m 2 A 2/2 \u003d  2 A 2/2, bu erda  \u003d n 0 m.

Shubhasiz, 1 sekundda 1 sm 2 maydon orqali poydevori 1 sm 2 va balandligi teng bo'lgan to'rtburchaklar parallelepiped hajmida energiya mavjud. V, shuning uchun intensivlik

I=E V =  V 2 A 2 /2.

Shunday qilib, to'lqinning intensivligi muhit va tezlikning zichligiga, aylana chastotasining kvadratiga va to'lqin amplitudasining kvadratiga proportsionaldir.

turgan to'lqinlar.

Ko'pincha to'lqinlarning o'zaro superpozitsiyasini kuzatish kerak, bunda muhitning zarralari bir vaqtning o'zida bir nechta to'lqin harakatlarida qatnashadi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, bu holatda muhitning har bir zarrachasining siljishi uning barcha qo'shilgan to'lqinlarga mos keladigan siljishlarining yig'indisidir. Qoplanish hodisasi deyiladi to'lqinlar yig'indisi. Bunday qo'shimchaning eng muhim misollaridan biri bir xil amplituda bilan qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanadigan ikkita tekis to'lqinning superpozitsiyasidir. Bunday holda, olingan ofset tomonidan beriladi

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

Bunday qo'shimchani to'lqinlar to'siqlardan aks ettirilganda kuzatishimiz mumkin. To'siqga tushayotgan to'lqin va unga qarab bir-birining ustiga o'tib, aks ettirilgan to'lqin hosil bo'lgan tebranishni beradi. turgan to'lqin.

Doimiy to'lqin tenglamasidan ko'rinib turibdiki, bu to'lqinning har bir nuqtasida bir xil chastotali tebranishlar qarshi tarqaladigan to'lqinlardagi kabi sodir bo'ladi va B amplitudasi x koordinatasiga bog'liq:

B(x) \u003d 2A cos kx \u003d 2Acos2x / .

2x/ = n (n = 0,1,2,...) bo'lgan nuqtalarda amplituda DA maksimal 2A ga etadi. Bu nuqtalar deyiladi doimiy to'lqinning antinodlari.

Antinod koordinatasi x n = n/2. 2x/ = (n+1/2) bo'lgan nuqtalarda amplituda DA nolga tushadi. Bu nuqtalar deyiladi turgan to'lqin tugunlari. Tugunlarda joylashgan muhit nuqtalari tebranmaydi. Tugun koordinatalari teng

X y = (n  ½)/2.

Tugunlar va antinodlar koordinatalarining formulalaridan kelib chiqadiki, qo'shni tugunlar (shuningdek, qo'shni antinodlar) orasidagi masofa /2 ga teng.

OVOZ.

Inson idrok qiladigan tovush ham bizni o'rab turgan muhitda sodir bo'ladigan to'lqin harakatidir. Ovoz manbai har doim tebranish jismidir. Bu tana atrofdagi havoni harakatga keltiradi, ular tarqala boshlaydi uzunlamasına elastik to'lqinlar. Bu to‘lqinlar quloqqa yetib borgach, quloq pardasining tebranishiga sabab bo‘ladi va biz tovushni his qilamiz. . Quloqqa ta'siri tovush hissini keltirib chiqaradigan mexanik to'lqinlar tovush to'lqinlari deb ataladi. Odam f \u003d 20–16000 Gts ni sezadi. f< 20 Гц – infratovush, f > 16 kHz – ultratovush.

(Tog'lar, ko'chkilar, o'tirdi! Infratovush  qo'rquv).

Elastik to'lqinlar faqat ushbu muhitning alohida zarralari o'rtasida bog'liqlik mavjud bo'lgan muhitda tarqalishi mumkin, shuning uchun tovush vakuumda tarqala olmaydi. Havoda V=330 m/s.

Tovush hissi paydo bo'lishi uchun to'lqin ma'lum bir minimal intensivlikka ega bo'lishi kerak, bu deyiladi

eshitish chegarasi. uchun farq qiladi turli odamlar va kuchli f ga bog'liq. Inson qulog'i f = 1000 - 4000 Gts ga eng sezgir. Ushbu chastota diapazonida I 0 = 10 -16 Vt.

Juda yuqori intensivlikdagi tovush ham eshitish hissiyotini keltirib chiqarmaydi, faqat quloqda og'riq va bosim hissi yaratadi. Ovoz intensivligining minimal qiymati, ortiqcha og'riqni keltirib chiqaradi, deyiladi. og'riq chegarasi. Turli xil chastotalar uchun turli chegaralarning qiymatlari har xil, 1-rasm.

og'riq chegarasi

Eshitiladigan maydon

1-rasm. eshitish chegarasi

Birinchidan eshitiladigan ovoz sifati hajmi. Ovoz hajmining o'zgarishi tebranishlar amplitudasining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Buning sababi, to'lqin tomonidan olib boriladigan energiya amplitudaning kvadratiga proportsionaldir (E ~ A 2).

Ikkinchi ovoz sifati uning ohangining balandligi. Tebranishlarning qat'iy belgilangan chastotasiga mos keladigan tovush deyiladi. ohang. Ovoz chastotasi qanchalik baland bo'lsa, ohang shunchalik yuqori bo'ladi. Tyuning vilka yordamida turli ohanglardagi tovushlarni olishingiz mumkin.

Uchinchi ovoz sifati tembr. Hayotda biz ko'pincha tanish odamni ovozi bilan taniymiz, lekin uni hali ko'rmaymiz. Biz skripka tovushlarini pianino tovushlaridan osongina ajratamiz, garchi ular bir xil ohangda bo'lishi mumkin. Uning hosil bo'lish manbasini aniqlash imkonini beruvchi tovush sifati deyiladi. tembr. Turli xil tovush manbalarining tembri bir xil emas. Bu tovush manbasining o'zida qo'shimcha turuvchi to'lqinlarning paydo bo'lishi bilan izohlanadi, ular beradi qo'shimcha ohanglar. Ovoz manbasining qo'shimcha ohanglari, asosiy ohangdan yuqori, chaqirdi yuqori harmonik ohanglar yoki ohanglar.

Har bir tovush manbai ma'lum miqdordagi ohanglarga ega. Ular tovushga o'ziga xos soyani - tembrni beradi.

Shovqin musiqiy tovushdan faqat turli amplitudali turli chastotali tebranishlarni o'z ichiga olganligi bilan farq qiladi.

Ikki vosita orasidagi interfeysda tovush to'lqinlari qisman yoki to'liq aks etadi. Ko'zgudan keyin tovush to'lqinining qaytishi deyiladi. aks-sado. Ovoz to'lqinlarining aks etishi hodisasi akustikada keng qo'llaniladi. Suvdagi ultratovush to'lqinlarining nisbatan zaif zaiflashishi ulardan foydalanishga imkon berdi sonar - ob'ektlarni aniqlash va tovush manbasidan ob'ektlargacha bo'lgan masofani aniqlash. Sonar (aks-sadosi) - dengiz tubining chuqurligi va relyefini, aysberggacha bo'lgan masofani, baliq maktablari va boshqalarni o'lchaydi. Misollar: robototexnika, ultratovush.

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

impuls

ultratovush manbai

To'lqin deyiladi ko'ndalang, muhitning zarralari nurga perpendikulyar tebranib tursa. Agar ular nur bo'ylab tebransa, u holda to'lqin deyiladi uzunlamasına.

bo'lgan muhitda uzunlamasına to'lqinlar paydo bo'lishi mumkin hajmning elastikligi, ya'ni. qattiq, suyuqlik va gazlarda. ko'ndalang to'lqinlar faqat shakl elastikligi (kesish deformatsiyasi) bo'lgan muhitda paydo bo'ladi, ya'ni. faqat qattiq moddalarda. Istisno - suv yuzasida to'lqinlar.

To'lqin jarayonining asosiy qonunlari nafaqat elastik muhitning mexanik to'lqinlari, balki har qanday tabiatdagi to'lqinlar, xususan, elektromagnit maydon to'lqinlari uchun ham amal qiladi.

TO‘LQIN TENGLAMA. TOʻLQIN INTENSITY.

Manba O ning tebranishlari garmonik bo'lsin, ya'ni. x \u003d Asin t.

Shunda muhitning barcha zarralari ham bir xil chastota va amplitudali, lekin har xil fazali garmonik tebranishga kiradi. Muhitda sinusoidal to'lqin paydo bo'ladi.

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

qayerda V - to'lqinning tarqalish tezligi.

Keyin X = Asin(t – y/ V) to'lqin tenglamasi (1)

To'lqin uzunligi  ekanligini hisobga olsak V T= V/, qayerdan V= /T,  = 2/T =2 olamiz

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

bu erda k = 2/ to'lqin soni. Agar biz koordinata o'qlarini o'zgartirsak, u holda

y(x,t) = Asin(t  kx). (+) belgisi tarqalishning teskari yo'nalishini bildiradi.

Bir davrda tebranish tarqaladigan masofa deyiladi to'lqin uzunligi.

Bir hil muhitda harakatlanuvchi to'lqin jabhasi ma'lum bir vaqtda 1-o'rinni egallasin, rasm. 2.

t vaqt oralig'idan keyin uning o'rnini topish talab qilinadi. Gyuygensning fikricha, to'lqin erishgan muhitning har bir nuqtasi ikkilamchi to'lqinlar manbaiga aylanadi(birinchi pozitsiya).

y = Vt, qayerda V – to'lqin tezligi .

Ikkilamchi to'lqinlar barcha yo'nalishlarda o'zaro bekor qilinadi, dastlabki jabhaning yo'nalishlaridan tashqari ( Gyuygens printsipining ikkinchi taklifi).

Boshqacha qilib aytganda, tebranishlar faqat ikkilamchi to'lqinlarning tashqi konvertida saqlanadi. Ushbu konvertni qurish orqali biz to'lqin jabhasining 2-boshlang'ich pozitsiyasini olamiz.

Gyuygens printsipi bir jinsli bo'lmagan muhitga ham tegishli. Bunday holda, qiymatlar V, a shuning uchun y turli yo'nalishlarda bir xil emas.

Chunki to'lqinning o'tishi muhit zarrachalarining tebranishlari bilan birga bo'ladi, keyin to'lqin bilan birga tebranishlar energiyasi ham fazoda harakat qiladi.

Biz to'lqin intensivligining ifodasini olamiz.

1 sm 3 muhitda n 0 m massali zarrachalar bo'lsin. U holda muhitning hajm birligiga tebranish energiyasi teng bo'ladi

E \u003d n 0 m 2 A 2/2 \u003d  2 A 2/2, bu erda  \u003d n 0 m.

Shubhasiz, 1 sekundda 1 sm 2 maydon orqali poydevori 1 sm 2 va balandligi teng bo'lgan to'rtburchaklar parallelepiped hajmida energiya mavjud. V, shuning uchun intensivlik

I=E V =  V 2 A 2 /2.

Shunday qilib, to'lqinning intensivligi muhit va tezlikning zichligiga, aylana chastotasining kvadratiga va to'lqin amplitudasining kvadratiga proportsionaldir.

turgan to'lqinlar.

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

B(x) \u003d 2A cos kx \u003d 2Acos2x / .

2x/ = n (n = 0,1,2,...) bo'lgan nuqtalarda amplituda DA maksimal 2A ga etadi. Bu nuqtalar deyiladi doimiy to'lqinning antinodlari.

X y = (n  ½)/2.

Tugunlar va antinodlar koordinatalarining formulalaridan kelib chiqadiki, qo'shni tugunlar (shuningdek, qo'shni antinodlar) orasidagi masofa /2 ga teng.

OVOZ.

(Tog'lar, ko'chkilar, o'tirdi! Infratovush  qo'rquv).

Elastik to'lqinlar faqat ushbu muhitning alohida zarralari o'rtasida bog'liqlik mavjud bo'lgan muhitda tarqalishi mumkin, shuning uchun tovush vakuumda tarqala olmaydi. Havoda V=330 m/s.

Tovush hissi paydo bo'lishi uchun to'lqin ma'lum bir minimal intensivlikka ega bo'lishi kerak, bu deyiladi

eshitish chegarasi. Bu turli odamlar uchun har xil va f ga kuchli bog'liq. Inson qulog'i f = 1000 - 4000 Gts ga eng sezgir. Ushbu chastota diapazonida I 0 = 10 -16 Vt.

og'riq chegarasi

Eshitiladigan maydon

1-rasm. eshitish chegarasi

Har bir tovush manbai ma'lum miqdordagi ohanglarga ega. Ular tovushga o'ziga xos soyani - tembrni beradi.

Shovqin musiqiy tovushdan faqat turli amplitudali turli chastotali tebranishlarni o'z ichiga olganligi bilan farq qiladi.

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

impuls

ultratovush manbai

> Uzunlamasına to'lqinlar

Ba'zan ular siqilish to'lqinlari deb ataladi. tarqalish yo'nalishi bo'yicha tebranadi.

O'rganish vazifasi

Uzunlamasına to'lqin turining xususiyatlarini va misollarini aniqlang.

Asosiy nuqtalar

Uzunlamasına to'lqinlarning tebranishlari tarqalish yo'nalishi bo'yicha amalga oshiriladi, lekin ular juda kichik va muvozanat pozitsiyalariga ega, shuning uchun ular massani siljitmaydi.
Ushbu turni tarqalish o'qi bo'ylab energiya tashuvchi impulslar deb hisoblash mumkin.
Ular, shuningdek, xarakterli siqilish va kamdan-kam uchraydigan bosim to'lqinlari sifatida ham qabul qilinishi mumkin.

Shartlar

Noyoblanish - bu materialning zichligining pasayishi (birinchi navbatda suyuqlik uchun).
Uzunlamasına - eksa uzunligi yo'nalishi bo'yicha.
Siqish - bu zichlikning oshishi.

Misol

Ovoz to'lqini eng yaxshisidir. U havo siqish natijasida paydo bo'ladigan impulslarni o'z ichiga oladi.

Uzunlamasına to'lqinlar

Tebranish yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi. Ya'ni, muhitning harakati to'lqin harakati bilan bir xil yo'nalishda joylashgan. Ba'zi uzunlamasına to'lqinlar siqilish deb ham ataladi. Agar siz tajriba qilmoqchi bo'lsangiz, shunchaki Slinky o'yinchoq (bahor) oling va uni ikkala uchidan ushlab turing. Siqilish va zaiflashish vaqtida impuls oxirigacha harakat qiladi.

Siqilgan Slinky uzunlamasına to'lqinning namunasidir. U tebranishlar bilan bir xil yo'nalishda tarqaladi

Uzunlamasına (shuningdek, ko'ndalang) massani siljitmaydi. Farqi shundaki, bo'ylama to'lqin tarqaladigan muhitdagi har bir zarracha tarqalish o'qi bo'ylab tebranadi. Agar siz Slinky haqida o'ylayotgan bo'lsangiz, unda bobinlar nuqtalarda tebranadi, lekin bahor uzunligi bo'ylab harakatlanmaydi. Bu erda tashiladigan massa emas, balki momentum ko'rinishidagi energiya ekanligini unutmang.

Ba'zi hollarda bunday to'lqinlar bosim to'lqinlari sifatida ishlaydi. Ovoz bunga eng yaxshi misoldir. Ular muhit (ko'pincha havo) siqilganda hosil bo'ladi. Uzunlamasına tovush to'lqinlari - muvozanatli bosimdan o'zgaruvchan bosim og'ishi, bu mahalliy siqilish va kamdan-kam uchraydigan joylarga olib keladi.

Muhitdagi moddalar vaqti-vaqti bilan siljiydi tovush to'lqini va tebranadi. Ovoz hosil qilish uchun havo zarralarini ma'lum miqdorda siqish kerak. Ko'ndalang to'lqinlar shunday hosil bo'ladi. Quloqlar turli bosimlarga sezgir ta'sir ko'rsatadi va to'lqinlarni ohanglarga aylantiradi.

Kirish yoqdimi?Bu haqda do'stlaringizga ayting!!!

OXIRGI kosmik yangiliklar

Olimlar Yerdan asteroid zarbasini qaytarishga mo‘ljallangan missiyani qayta ko‘rib chiqishga chaqirmoqda. AIDA (Asteroid Impact and Deformation Assessment) muhim loyihadir...

Uzunlamasına va ko'ndalang to'lqinlar mavjud. To'lqin deyiladi ko'ndalang, agar muhitning zarralari to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda tebransa (15.3-rasm). Ko'ndalang to'lqin, masalan, cho'zilgan gorizontal kauchuk shnur bo'ylab tarqaladi, uning uchlaridan biri mahkamlangan, ikkinchisi esa vertikal tebranish harakatiga keltiriladi.

To'lqin deyiladi uzunlamasına, agar muhit zarralari to'lqin tarqalish yo'nalishi bo'yicha tebransa (15.5-rasm).

Katta diametrli uzun yumshoq buloqda uzunlamasına to'lqin kuzatilishi mumkin. Prujinaning uchlaridan biriga tegib, prujinaning ketma-ket kondensatsiyalari va kamayishi bahor bo'ylab qanday tarqalishini, birin-ketin yugurishini sezish mumkin. 15.6-rasmda nuqtalar dam olish holatidagi prujina bobinlarining holatini, so'ngra davrning chorak qismiga teng bo'lgan vaqt oralig'ida prujinaning bo'laklarining pozitsiyalarini ko'rsatadi.

Shunday qilib, ko'rib chiqilayotgan ishdagi uzunlamasına to'lqin o'zgaruvchan klasterdir (Sg) va kamdan-kam uchraydi (Bir marta) bahor bobinlari.

Sayohat qiluvchi to'lqin energiyasi. Energiya oqimi zichligi vektori

To'lqin tarqaladigan elastik muhit ikkalasiga ham ega kinetik energiya tebranish harakati zarralar va potentsial energiya, muhitning deformatsiyasi tufayli. Ko'rsatish mumkinki, tekislik harakatlanuvchi garmonik to'lqin uchun hajmli energiya zichligi S=Acos(ō(t-)+ph 0)

bu erda r=dm/dV - muhitning zichligi, ya'ni. vaqti-vaqti bilan p/w=T/2 vaqtida 0 dan rA2w2 gacha o'zgaradi. Vaqt oralig'idagi energiya zichligining o'rtacha qiymati p / w \u003d T / 2

Energiya uzatilishini tavsiflash uchun energiya oqimining zichligi vektori tushunchasi - Umov vektori kiritiladi. Keling, buning uchun ifoda hosil qilaylik. Agar energiya DW Dt vaqt ichida to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan DS^ maydoni orqali uzatilsa, energiya oqimining zichligi shakl. 2

bu yerda DV=DS^ uDt - muhitda tanlangan elementar tsilindrning hajmi. Energiya uzatish tezligi yoki guruh tezligi vektor bo'lgani uchun energiya oqimining zichligi vektor sifatida ham ifodalanishi mumkin, Vt/m2 (18) Bu vektor N.A. Umov 1874. Uning modulining oʻrtacha qiymati toʻlqinning intensivligi deyiladi (19) Garmonik toʻlqin uchun u=v , shuning uchun bunday toʻlqin uchun (17)-(19) formulalarda u ni v bilan almashtirish mumkin. Intensivlik energiya oqimining zichligi bilan belgilanadi - bu vektor energiya uzatiladigan yo'nalishga to'g'ri keladi va ……………… orqali uzatiladigan energiya oqimiga teng.

Ular intensivlik haqida gapirganda, ular vektorning jismoniy ma'nosini - energiya oqimini anglatadi. To'lqinning intensivligi amplitudaning kvadratiga proportsionaldir.

Vektor Ishora(shuningdek vektor Umov- Ishora) - vektor elektromagnit maydonning energiya oqimining zichligi, komponentlardan biri elektromagnit maydonning energiya-momentum tenzori. Poynting vektor S ni quyidagicha aniqlash mumkin vektor mahsuloti Ikki vektor:

(GHS tizimida),

(in SI tizimi),

qayerda E va H- kuchlanish vektorlari elektr va magnit mos ravishda maydonlar.

(in murakkab shakl) ,

qayerda E va H- vektorlar elektrning murakkab amplitudasi va magnit mos ravishda maydonlar.

Bu vektor mutlaq qiymatda normal birlik maydoni orqali uzatiladigan energiya miqdoriga teng S, vaqt birligi uchun. Yo'nalishi bo'yicha vektor energiya uzatish yo'nalishini belgilaydi.

Ikki vosita orasidagi interfeysga tangensial komponentlar beri E va H doimiy (qarang chegara shartlari), keyin vektor S ikki muhit chegarasida uzluksizdir.

turgan to'lqin - tebranishlar o'zgaruvchan maksimallarning xarakterli joylashuvi bilan taqsimlangan tebranish tizimlarida ( antinodlar) va minimal ( tugunlar)amplituda. Amalda, bunday to'lqin qachon sodir bo'ladi aks ettirishlar aks ettirilgan to'lqinning hodisaga qo'shilishi natijasida to'siqlar va bir xillikdan. Shu bilan birga, bu juda muhim chastota, bosqichi va ko'zgu joyidagi to'lqinning zaiflashuv koeffitsienti.

Turuvchi to'lqinning misoli ipning tebranishlari, organ quvuridagi havo tebranishlari ; tabiatda - Shumann to'lqinlari.

To'g'ridan-to'g'ri turuvchi to'lqin faqat muhitda yo'qotishlar bo'lmagan taqdirdagina mavjud bo'lishi mumkin. va to'lqinlarning chegaradan to'liq aks etishi. Odatda, doimiy to'lqinlardan tashqari, vosita ham o'z ichiga oladi harakatlanuvchi to'lqinlar, energiyani uning yutilish yoki chiqarish joylariga olib kelish.

Gazda turgan to'lqinlarni ko'rsatish uchun foydalaning rubens trubkasi.