В каких упругих средах могут возникать поперечные волны?

3 ответов на вопрос “В каких упругих средах могут возникать поперечные волны?”

  1. Tygrandis Ответить

    Если колеблющаяся частица находится в среде, все молекулы которой связаны, то вслед за этой частицей начинают колебаться молекулы среды. Это имеет место во всех упругих средах – твердых телах, жидкостях и газах, за исключением разряженных газов.
    Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной.
    Примерами волновых процессов могут служить волны на поверхности волны, звуковые, сейсмические волны, электромагнитные волны и т.д.
    Следует отметить:
    1. частицы среды не переносятся волной, а лишь совершают колебания около положения равновесия,
    2. при распространении волны происходит перенос энергии без переноса вещества.
    В дальнейшем мы будем рассматривать только стационарные волны, пренебрегая их затуханием, т.е. предполагая, что в течение длительного времени энергия волны уменьшается незначительно.
    Если колебание частиц происходит в направлении распространения волны (ось x), то волна называется продольной.
    Если колебания частиц происходят в направлении, перпендикулярном к направлению распространения волны, то волна называется поперечной.
    Является ли волна продольной или поперечной, зависит от упругих свойств среды. Поперечные волны связаны с деформацией сдвига упругой среды, продольные – с деформацией растяжения или сжатия.
    Если при сдвиге одного слоя среды относительно другого в среде возникают упругие силы, то в этой среде могут распространяться поперечные волны. Если эти силы недостаточны, то в среде могут распространяться только продольные волны. Так, в твердых телах могут распространяться и продольные и поперечные волны, в жидкостях и газах – только продольные.
    В общем случае ориентация колебаний относительно направления распространения волны может быть различной и беспорядочно меняться с течением времени. Если ориентация колебаний относительно направления распространения волны не меняется с течением времени, то говорят, что волна определенным образом поляризована.
    Колебания в среде распространяются с некоторой скоростью . Приведем без вывода выражения для скорости распространения продольной волны:
    (46)
    и поперечной волны:
    (47)
    где E – модуль Юнга, G– модуль сдвига, r – плотность среды.

  2. Илтар Ответить

    Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной.
    Частицы среды, в которой распространяется волна, не вовлекаются волной в поступательное движение, они лишь совершают колебания около своих положений равновесия. В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению, в котором распространяется волна, различают продольные и поперечные волны. В продольной волне частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны. В поперечной волне частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волны. Упругие поперечные волны могут возникнуть лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвигу. Поэтому в жидкой и газообразной средах возможно возникновение только продольных волн. В твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн.
    Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется фронтом волны.
    Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью.
    Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы
    Расстояние ?, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний частиц среды, называется длиной волны. Очевидно, что
    =vТ,
    где v – скорость волны, Т – период колебаний.

    Звук
    Звук, в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах, в узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит звук с частотой от 16 Гц до 20 000 Гц.
    Важной характеристикой звука является его спектр, получаемый в результате разложения звука на простые гармонические колебания. Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. Звук со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальныезвуки.
    Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1—5 кГц. В этой области порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10-12вм/м2, а соответствующее звуковое давление — 10-5 Н/м2. Источники звука — любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение.
    Приёмники звука служат для восприятия звуковой энергии и преобразования её в др. формы.
    Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. Скорость звука в сухом воздухе при температуре 0°С составляет 330 м/с, в пресной воде при 17°С — 1430 м/с.
    ⇐ Предыдущая1234567
    Date: 2016-05-24; view: 172; Нарушение авторских прав

  3. Arashim Ответить

    Московская государственная академия
    Приборостроения и информатики
    Беланов А. С.
    Физика
    Часть III
    «Оптика»
    «Элементы квантовой механики»
    Методическое пособие
    Москва, 2003
    УДК 53
    Утверждено Ученым советом МГАПИ
    29.06.1998г. в качестве учебного пособия
    Рецензент – доцент, к.ф.-м.н. Попова Т. В.
    Учебное пособие предназначено для студентов МГАПИ,
    изучающих физику в течении 4-х семестров
    Издательство МГАПИ
    Ф и з и к а, ч а с т ь III
    В этом семестре будем изучать волновые свойства упругих и электромагнитных волн, квантовые свойства электромагнитного излучения, элементы квантовой механики и атомной физики.
    I. Волновые свойства упругих и электромагнитных волн
    Лекция 1. Волны в упругих средах
    В первой части курса были рассмотрены простейшие случаи механических колебаний. При этом мы не интересовались процессами, происходящими в среде, окружающей колебательную систему. Сейчас мы обратим на это внимание.
    Упругие среды. Продольные и поперечные волны
    Будем полагать, что имеем сплошную упругую среду, например, твердое тело, жидкости, газы. Для упругой среды характерно возникновение упругих деформаций при внешнем воздействии на нее. Эти деформации полностью исчезают после прекращения внешних воздействий.
    Если в каком-либо месте упругой среды возбудить колебания ее частиц, то вследствие взаимодействия между частицами эти колебания будут распространяться в среде с некоторой скоростью v.
    Процесс распространения колебаний в среде называется волной. Иначе, возмущение, распространяющееся в пространстве (среде), называется волной.
    Механические возмущения (деформации), распространяющиеся в упругой среде, называются упругими или механическими волнами.
    Звуковыми или акустическими волнами называются упругие волны, обладающие частотами в пределах 16-20000 Гц. Волны с частотами меньше 16 Гц (инфразвук) и больше 20000 Гц (ультразвук) органами слуха человека не воспринимаются.
    Упругие волны бывают продольныеипоперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, в поперечных – в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны.
    Продольные волны могут возбуждаться в твердых, жидких и газообразных средах. Поперечные волны могут возникать только в твердых телах.
    Отметим, что распространение упругих волн не связано с переносом вещества. Бегущие волны переносят энергию колебательного движения в направлении распространения волны.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *