Образование стоячих и бегущих волн

ОБРАЗОВАНИЕ СТОЯЧИХ И БЕГУЩИХ ВОЛН [c.29]

При образовании стоячих волн следует различать условия отражения от жесткой и податливой поверхностей. В случае абсолютно жесткой поверхности фазы смещения и скорости меняются скачком на 18 0°, так как амплитуда А и скорость и у поверхности равны нулю, тогда как в случае абсолютно податливой поверхности (в воде на границе вода—воздух) на 180° меняется фаза звукового давления. Таким образом, если у жесткой стенки всегда имеются узел смещения и пучность давления, то у податливой стенки образуются пучность смещения и узел давления. В общем случае, при отражении от поверхности, которую нельзя отнести ни к абсолютно жесткой, ни к абсолютно податливой, часть звуковой энергии переходит во вторую среду поэтому в исходной среде имеет место сочетание стоячей и бегущей волн. [c.11]

Напомним, что, рассматривая колебания цепочки атомов (гл. 5), мы также пришли к выводу, что при достижении волновым вектором границы зоны Бриллюэна, т. е. к=+я1а, наблюдается отражение упругих и образование стоячих волн. Эти стоячие волны являются результатом сложения двух бегущих волн, распространяющихся в противоположных направлениях. [c.229]

Картины образования бегущих и стоячих волн совершенно различны. Однако если мы в обоих случаях будем наблюдать движение только какого-либо одного сечения стержня, то мы не отличим стоячей волны от бегущей. В обоих случаях отдельное сечение стержня колеблется по гармоническому закону (кроме узловых точек в случае стоячей волны). Различие между бегущей и стоячей волнами мы обнаружим, только если в каждом случае сравним движение двух разных сечений стержня. В случае бегущей волны разные сечения стержня колеблются с одинаковой амплитудой, но в различных фазах. В случае же стоячей волны разные сечения стержня колеблются в одинаковой фазе, но с различными амплитудами. [c.685]

Совершенно так же, как и образование стоячих волн в стержне, происходит образование поперечных стоячих волн в струне. Если одному из концов натянутой струны сообщать колебательное движение в поперечном направлении, например, прикрепив его к ножке камертона (рис. 442), то по струне будет распространяться поперечная бегущая волна. От другого закрепленного конца струны она будет отражаться так же, как отражается продольная волна от конца стержня фаза волны смещения при отражении будет изменяться на п. Поэтому картина распределения узлов и пучностей по струне будет совершенно такая же, как и рассмотренная картина для стержня с закрепленными концами. Все сказанное выше справедливо и для струны, за исключением представлений о течении и распределении энергии эту картину, как указывалось, со стержня на струну распространять нельзя. [c.686]

Картину образования стоячих волн можно продемонстрировать при помощи волн на поверхности воды. Пользуясь палочкой, прикрепленной к вибратору, можно получить плоские волны (рис. 453). Поместив на пути распространения волн плоскую стенку (свинцовый экран), можно получить стоячие волны во всем пространстве между вибратором и экраном. В остальной части пространства будут распространяться бегущие волны. [c.709]

Особенностью рассматриваемого интерферометра является возбуждение неподвижной относительно источника звука и микрофона стоячей волны в условиях непрерывного движения влажного пара в рабочей части. Можно показать, основываясь на соотношениях эффекта Доплера, что частота прямой бегущей и отраженной волн, фиксируемая неподвижным микрофоном, будет одинаковой, равной частоте неподвижного источника звуковых волн /. Следовательно, в рассматриваемом интерферометре выполняется первое условие образования стоячей волны — равенство частот двух интерферируемых волн. [c.103]

Простейший случай интерференции наблюдается при наложении бегущей и отраженной волн. Этн волны когерентны (для них выполняются все три условия когерентности). Наложение таких волн приводит к образованию так называемой стоячей волны. [c.375]

При к — я/а волновые функции электрона уже не являются бегущими волнами вида п как это было в модели свободных электронов. Ниже будет показано, что решения при этих частных значениях к представляют собой совокупности равного числа волн, распространяющихся вправо н влево, т. е. являются стоячими волнами. А пока приведем лишь некоторые качественные соображения. Когда условия Брэгга удовлетворяются, можно сказать, что волна, бегущая в одном направлении, испытав брэгговское отражение, распространяется затем в противоположном направлении. Каждое последующее брэгговское отражение вновь обращает направление распространения волны. Единственной независимой от времени картиной, отвечающей такой ситуации, является картина образования стоячих волн. Из бегущих волн и мы можем сформировать две различные стоячие волны, а именно [c.311]

На образовании стоячих волн при наложении бегущих положительных и отрицательных волн одинаковой длины оста- [c.402]

Физическая сущность возникновения нормальных волн, например в пластине, заключается в образовании стоячих волн по толщине пластины в результате многократного отражения объемных волн от ее границ. Фактически нор -мальные волны являются бегущими вдоль границ пластины и стоячими в поперечном направлении. [c.56]

Три нормальном падении звука на плоскую границу раздела двух сред, обладающих разными акустическими сопротивлениями, возникает стоячая волна (колебание, образованное двумя волнами, бегущими навстречу друг другу). На расстояниях К/2 в стоячей волне располагаются точки, в которых колебания отсутствуют (узлы) посередине между узлами располагаются точки с максимальной амплитудой (пучности). В поле стоячих волн значения А, В, и, Р при полном отражении вдвое превосходят эти значения в исходных бегущих волнах. Узлы и пучности колебательной скорости располагаются в тех же точках, что узлы и пучности смещения. Распределение звукового давления в стоячей волне также характеризуется наличием узлов и пучностей, однако положение узлов давления совпадает с положением пучностей смещения. Таким образом, узлы и пучности скорости и смещения отстоят от узлов и пучностей давления на Х/4. [c.11]

Нормальные волны (Лэмба) образуются при наклонном падении волны на пластину, толщина которой соизмерима с длиной волны. В этом случае вследствие взаимодействия падающей волны с многократно отраженными волнами внутри пластины возникают резонансные явления. Они приводят к образованию нормальных волн, бегущих вдоль пластины, и стоячих в перпендикулярном направлении (рис. 2.3). Поясним образование этих волн следующим примером (рис. 2.4). Пусть на жидкий слой толщиной А под углом р падает плоская волна, фронт которой АО. В результате пре- [c.26]

Рейнольдса. Рост гармоник высоких номеров приводит к образованию пилообразной волны узлы скорости, как и в линейном случае, остаются неподвижными, тогда как узлы плотности и пучности давления перемещаются между узлами скоростей, а у колебательной скорости возникает дополнительный узел — бегущий разрыв. Когда разрыв движется вдоль резонатора, то уменьшается его положительная часть, а отрицательная увеличивается и к другому узлу скорости этот разрыв приобретает противоположную полярность. На границах резонатора возникают резкие перепады давления, тем большие, чем круче фронт волны для нахождения его ширины необходимо учесть процессы диссипации. Этот учет осуществляется при помощи уравнений Бюргерса для каждой из встречных волн. При больших значениях времени ударный фронт постепенно расширяется и стоячие волны снова становятся гармоническими. [c.98]

На рис.. 38 приведена схематическая картина образования стоячей и проходящей волн при нормальном падении и почти полном отражении (р/ 1, dj 0) для двух предельных случаев Зз (<7) и Zi (б), когда доля бегущей волны в первой среде ничтожно мала и на отражающей границе формируются почти чистые узлы и пучности при Zi z пучность волиы колебательной скорости (пунктир), при Zi z — пучность волиы давления (сплошные кривые). Соответственно в первом случае во вторую ( мягкую ) среду передается удвоенная (по сравнению с падающей волной) колебательная скорость, а во втором — при падении иа жесткую границу — удвоенное давление. Интенсивность проходящей во вторую среду волны (т. е. и интенсивность бегущей волны в первой среде) в обоих случаях равна алгебраической разности интенсивности падающей волны и отраженной волны f , т. е.их геометрической сумме. [c.151]

На фиг. 241 приведено несколько фотографий стоячих и бегущих волн, полученных Гидеманом и его сотрудниками посредством указанного метода. На фиг. 241, а изображена плоская стоячая волна, на фиг. 241,6—стоячая волна, отраженная под углом 45° в последнем случае звуковая волна, отражаясь от рефлектора, видимого в правом верхнем углу фотографии, падает перпендикулярно ко дну кюветы, чем и достигается образование стоячей [c.194]

Четьфехволновые механизмы ОВФ. Поле накачки создает пространственную неоднородность средних значений параметра (скорости звука) в среде, играющей роль решетки , на которой рассеивается сигнал. Ясно, что для образования такой решетки бегущая волна накачки не пригодна, и используется стоячая волна, образуемая парой встречных волн накачки (рис. 7.3). Такую схему иногда трактуют как голографическую волны Р1 и Ра записывают объемную голограмму, а волна считывает ее, порождая обращенную волну р [Бункин и др., 1981]. [c.199]

Назначение резонатора в лазере состоит в том, чтобы мно о-кратно пропустить в прямом и обратном направлении через активную среду излучение, возникающее в ней, и достичь уровня, когда усиление за счет индуцированного излучения превышает потери. (Отражательные системы используемые для оптической накачки вдесь пе рассматриваются.) В зависимости от геометрии выбранной системы в резонаторе устанавливаются стоячие или бегущие волны, либо оба этих типа волн. Стоячие волны, например, возникают в резонаторах, образованных плоскопараллельпыми и сферическими зеркалами. Использование уголковых отражателей приводит к образованию системы бегущих волн в резонаторе. Амплитуды бегущих волн, распространяющихся в противоположных направлениях по одному и тому же пути, никак не связаны друг с другом. В случае стоячих волн имеются постоянные фазовые и амплитудные соотношения, связывающие волны,, которые распространя ются в противоположных направлениях. [c.102]

Концентрация мод колебаний. Будем считать, что полость имеет форму куба с ребром L (рис. 270). Стоячая волна может образоваться лищь в том случае, если бегущая волна после отражения от двух противоположных граней куба и прохождения пута 2L возвращается в исходную точку с фазой, отличающейся от первоначальных на 2пп, где п — целое. Не ограничивая общности, можно считать, что двукратное отражение от граней либо не вносит в фазу волны каких-либо изменений, либо изменяет фазу на 2я. Поэтому условие образования стоячих волн в каждом из измерений куба имеет вид [c.304]

Для получения неискаженной модуляции нужно обращать особое внимание на получение действительно стоячей волны, что достигается точной установкой отражателя. Диффракция света имеет место и при наличии бегущей волны, однако пульсация света с частотой 2/ в этом случае отсутствует (см. гл. III, 4, п. 2). Образование стоячей волны зависит далее от однородности излучаемого кварцем звукового поля. Эту однородность можно контролировать теневым методом и, Как показал Мэркс, ее можно корректировать в широких пределах установкой отражателя и напряжением на кварце. Целесообразно возбуждать кварц на частоте, несколько меньшей его собственной частоты. При желании изменять частоту стробоскопиро-вания 2/ путем изменения настройки излучателя возникает необходимость перемещения отражателя, обеспечивающего получение стоячей волны. Поэтому такую перестройку нельзя осуществить очень быстро. Это, однако, оказывается возможным, если, согласно Джакомини [703, 704], применять для диффакции света не стоячую звуковую волну, а две бегущие волны, распространяющиеся в противоположных направлениях и последовательно пронизываемые световым пучком. Для этой цели можно использовать, например, ультразвуковую ячейку, изображенную на фиг. 290. [c.407]

Одуин и Левавассер [2352—2354] исследовали влияние частоты ультразвука на образование эмульсий вода—масло. При обычном эмульгировании в присутствии олеата натрия образуется эмульсия масла в воде, а в присутствии олеата бария—эмульсия воды в масле. В противоположность этому при образовании эмульсии под действием ультразвука характер эмульгирования не зависит от выбора стабилизатора и полностью определяется частотой ультразвуковых волн. Так, например, при частоте 960 кгц всегда (даже в присутствии олеата натрия) образуется эмульсия воды в масле. При более низких частотах (187, 240 и 320 /сгг() всегда (даже в присутствии олеата бария) образуется эмульсия масла в воде. При промежуточных частотах вообще не удается получить эмульсии по всей вероятности, эти частоты действуют на эмульсию разрушающе. Выше 960 кгц скоро достигается область частот, при которых уже нельзя получить эмульсий масла в воде при помощи стоячих ультразвуковых волн однако при помощи бегущих волн здесь еще удается получать эмульсии, во всяком случае при работе с малыми концентрациями. Сказанное справедливо, если к смеси не добавляют эмульгатора. В противоположном случае эмульсии масла в воде не могут быть разрушены, какой бы частоты ультразвук ни применялся, в то время как эмульсии воды в масле могут быть разрушены, например, ультразвуковыми волнами частотой 576 и 720 кгц. Было бы желательно подтвердить эти интересные результаты дополнительными исследованиями. Помимо этого, в указанной работе исследовалось влияние температуры, вязкости, очистки и плотности эмульгируемого масла на процесс эмульгирования. Более подробное рассмотрение результатов этой работы выходит за рамки настоящей книги (см. также [4136]). [c.464]

Опыты Лемана [3386] и в последнее время Руста и Фейндта [3926] показали, что главную причину вызванного ультразвуком гемолиза нужно искать в резонансных колебаниях маленьких пузырьков газа. При возникающих в этом случае высоких переменных давлениях эритроциты разрушаются. Все процессы, уменьшающие образование газа в растворе, как например увеличение концентрации эритроцитов и вязкости жидкости, в которой образуется суспензия, уменьшают гемолиз. Так как резонансные колебания газовых пузырьков происходят только в стоячей волне, то при наличии только бегущих волн или при импульсном действии ультразвука гемолиза не наблюдается совсем [3926]. Тот факт, что вызванный ультразвуком гемолиз не связан с осмотическими явлениями, следует из опытов Лихти и Виллбрандта [417], а также из сделанных при помощи электронного микроскопа снимков Юнга [4785], который смог показать, что оболочка разрушенных ультразвуком эритроцитов имеет многочисленные отверстия. [c.552]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...