ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые дополнительные сведения об упругих волнах из "Механика " Поскольку свойства жидкостей и газов рассматриваются в последующих разделах курса, мы не будем здесь подробно анализировать волновые процессы в этих средах, а приведем лишь основные сведения о них. Подчеркнем еще раз, что в жидком и газообразном веществе не могут возникать поперечные волны, так как в этих средах осуществима лишь деформация всестороннего разрежения-сжатия, а для возникновения поперечных волн необходимо наличие деформации сдвига. [c.139] Упругие волны, частоты которых находятся приблизительно в диапазоне частот 20Гц v 20000Гц, воспринимаются человеческим ухом и называются звуковыми. Монохроматическая волна соответствует чистому тону, а ее частота определяет в ы-с о т у звука чем больше частота, тем выше звук. При звучании свободной струны, когда в окружающей среде распространяются волны с частотами, представленными в колебании струны (см. (42.17) и (42,19)), собственное колебание с п= / дает основной тон, а колебания с п-2JA. называются обертонами. Соотношение амплитуд А , с которыми представлены основной тон и обертоны в звучащей волне, определяет окраску звука - его тембр. Интенсивность волны, с которой непосредственно связана громкость звука, в случае монохроматической волны пропорциональна квадрату амплитуды и частоты (см. далее формулу (45.5)). [c.140] Упругие волны со значениями частоты, примыкающими к звуковому диапазону, называются соответственно инфразвуком (при v 20 Гц) и ультразвуком (при v 20000Гц). Инфразвуковые частоты характерны для различного рода возмущений, распространяющихся в земной коре. Эти волны слабо рассеиваются на малых неоднородностях и потому способны распространяться на большие расстояния. Напротив, ультразвуковые волны с малой длиной волны (Я 2см) не огибают даже сравнительно небольшие предметы, частично отражаясь от их поверхностей. Их применяют с целью обнаружения дефектов в толще различных материалов (дефектоскопия), в гидролокации, а также в медицине для зондирования внутренних органов (УЗИ - ультразвуковое исследование). Для получения ультразвуковых воли используют специальные пьезоэлектрические излучатели (о пьезоэффекте см. в разделе Электричество ), позволяющие сформировать достаточно узконаправленный пучок ультразвуковьк лучей. [c.140] Существует целый ряд явлений, которые характерны для любых волновых процессов, независимо от их физической природы. Среди них дифракция, т.е. [c.140] Подчеркнем, что все сказанное о волнах справедливо для распространения сравнительно малых возмущений (условие малости деформаций использовалось при выводе дифференциального волнового уравнения в рассмотренных задачах об упругих волнах в стержне и струне). Сильные возмущения подчиняются более сложным уравнениям, чем дифференциальное волновое уравнение (40.4), и их поведение весьма специфично. Упомянем ударные воякь [, солитоны в жидкостях и газах и т.п. Некоторые явления, связанные с распространением сильных возмущений, например смерчи, до сих пор не объяснены. [c.141] Вернуться к основной статье