ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Волны из "Механика Изд.3 " Мы уже знаем ( 120), что всякое изменение давления или плотности сплошной среды передается с определенной скоростью соседним частицам и там происходят аналогичные изменения в среде распространяется волна изменений давления (плотности и т. п.). Колебания частиц воздуха, вызываемые колебаниями голосовых связок человека или колебаниями диафрагмы громкоговорителя, передаются от одной частицы воздуха к другой, и в воздухе распространяется звуковая волна. [c.472] Звуковая волна от громкоговорителя в однородной среде распространяется по всем направлениям одинаково. На достаточно больших расстояниях от источника звука точки, до которых к данному моменту времени дошло возмущение, располагаются приблизительно по сфере. Поэтому такие волны называют сферическими. Волновой поверхностью называют такую поверхность, на которой все частицы однородной среды совершают одинаковые движения. Очевидно, волновой поверхноетью сферической волны является любая сфера, в центре которой находится вызывающий колебания источник ничтожно малых размеров. [c.472] Наглядным примером распространения волны являются хорошо известные всем волны, идущие по поверхности жидкости. Волны, идущие по поверхности воды от брошенного камня, называются круговыми. Если какое-либо тело, например поплавок, совершает гармонические колебания с какой-то частотой, то от него будут распространяться круговые регулярные волны. Здесь горбы и впадины волны кругами распространяются по поверхности воды (рис. 391) волновая линия в этом случае, очевидно, будет окружностью. [c.472] в которых частицы совершают колебания вдоль направления распространения колебаний, называются продольными волнами (на рис. 392 показан пример продольных волн). Волны, в которых частицы движутся поперек направления распространения волны, называются поперечными (на рис. 391 показан пример поперечной волны). [c.473] Пусть в некоторый момент времени натянутая струна имеет такой вид, как показано на рис. 395. Вид струны в данный момент показывает форму волны, но не указывает, в каком направлении она движется, такая волна может двигаться как вправо, так и влево по виду струны мы можем только заключить, что на элементы а и а действует сила, направленная вверх, а на элемент Ь — сила, направленная вниз. Эти силы возникают вследствие натяжения и изгиба струны они тем больше, чем больше изгиб струны в данном месте в точках перегиба с, с (см. рис. 395) силы равны нулю. Возникновение этих сил объясняется так. [c.474] Если же нам известны скорости движения точек струны в данный момент, то направление движения волны можно будет определить. [c.475] Если мы знаем скорости отдельных точек струны в момент I, то мы можем построить положение их в следующий момент t тЬ /И. На рис. 396, в такое построение выполнено для волны, показанной на рис. 396, а. Можно также установить и обратное каковы будут скорости движения различных точек струны в данный момент, если вся волна изгиба струны, не изменяя своей формы, передвигается в определенном направлении. На рис. 396, б показаны скорости частиц струны для волны, движущейся вправо. Если бы, отклоняя струну в данном месте, мы сообщили струне толчком соответствующие скорости, то от этого побежал бы волновой импульс в одном определенном направлении. [c.475] Скорость движения волны по натянутой струне можно определить, рассуждая следующим образом. При распространении волны по струне бежит горбик , форма которого остается неизменной. Представим себе, что на струну надета тонкая стеклянная трубочка, изогнутая по форме данной волны, и она движется вдоль струны со скоростью распространения волны с в этом случае струна не будет испытывать никаких сил, действующих со стороны трубки. Теперь представим себе такую картину трубочка стоит на месте, а натянутая струна протягивается через нее с постоянной скоростью с в противоположном направлении здесь также на трубку не будет действовать сила со стороны струны действительно, волна бежит вправо вдоль движущейся струны с той же скоростью с, оставаясь неподвижной в пространстве. Если бы осторожно разбили трубку, то горб волны остался бы на месте. [c.477] При выводе формулы для скорости распространения считалось, что струна абсолютно гибкая это значит, что в ненатянутом состоянии, как и для хорошо смазанной цепочки, не нужно никакого усилия для ее изгиба. На натянутой жесткой стальной проволоке действие изгибающих сил сравнимо с действием сил натяжения, поэтому распространение волны вдоль нее будет уже сложным процессом волновой импульс с течением времени будет деформироваться, и различные по форме импульсы, вообще говоря, будут распространяться различно. [c.478] Вернуться к основной статье