forestille seg at en slik mekanisk bølge, kan kaste en stein i vannet.Kretser som oppstår i denne, og er vekslende fordypninger og rygger - er et eksempel på de mekaniske bølger.Hva er deres essens?Mekaniske bølger - en prosess for bølgeforplantning i elastisk medium.Bølger
vann
Slike mekaniske bølger eksisterer på grunn av effekten på væskepartikler og inter krefter tyngdekraften.Folk har lenge vært å studere fenomenet.Mest kjent er havet og bølgene i havet.Med økende vindhastighet endres, og deres høyde øker.Det er også komplisert og formen på bølgene selv.I havet, kan de nå skremmende proporsjoner.En av de mest åpenbare eksempler er krefter tsunami, feie bort alt på sin vei.
energi fra havet og bølger
nådde kysten, bølgene med en skarp endring i dybden øker.De noen ganger nå en høyde på flere meter.I slike øyeblikk den kinetiske energien av den enorme massen av vann som overføres kyst barrierer, som under innflytelse av hurtig ødelagt.Styrken av tidevannet noen ganger nå ambisiøse verdier.
Elastiske bølger
studien ikke bare mekanikerne av vibrasjoner på overflaten av væsken, men også de såkalte elastiske bølger.Denne forstyrrelse, som er fordelt i forskjellige miljøer under påvirkning av elastiske krefter i dem.Slik sinne er ethvert avvik av partiklene av mediet fra sin likevektsstilling.Et godt eksempel på elastiske bølger er et langt tau eller en gummislange festet til den ene enden noe.Hvis den er stram, og deretter å skape en lateral rykk ved den andre (ikke-bundet) på sin ende sinne, kan vi se det langs hele lengden av tauet "kunne løpe" for å støtte og reflekteres tilbake.
Kilde mekaniske bølger
innledende forstyrrelse fører til en bølge i mediet.Den er forårsaket av virkningen av et fremmedlegeme, som i fysikken er kalt kilden av bølgen.De kan være en menneskehånd, svaiende tau, eller en stein kastet i vannet.I det tilfellet hvor kilden av handlingen er kortvarig i miljøet er ofte en enslig bølge.Når "bråkmaker" gjør en langvarig oscillerende bevegelse, bølger begynner å vises etter hverandre.
Vilkår utseende mekaniske bølger
Slike svingninger er ikke alltid dannet.En forutsetning for deres utseende er utseendet på tidspunktet for forstyrrelsen beskyttelsen hindrer ham styrke, særlig elastisk.De søker å bringe sammen nabopartiklene når de er adskilt, og fremmed dem fra hverandre ved tidspunktet for konvergens.Den elastiske kraften som virker på fjern fra kilden til forstyrrelsene partikler begynne å fjerne dem fra balansen.Over tid partiklene av mediet som er involvert i en oscillerende bevegelse.Spredningen av slike svingninger og en bølge.
mekaniske bølger i et elastisk medium
Den elastiske bølgen er det to typer bevegelse samtidig: svingninger av partikler og distribusjon av forstyrrelsen.Det kalles langsgående mekanisk bølge, hvor partikler oscillerer i retning av sin forplantning.Kalt tverrgående bølge, partikler av det medium som varierer på tvers av retningen for dens utbredelse.
egenskapene til mekaniske bølger
forstyrrelser i den langsgående bølge er et vakuum og komprimering, og lateral - shift (offset) mellom lag av beskyttelse mot andre.Trykk belastningen er ledsaget av elastiske krefter.På dette skjær belastningen forbundet med dannelsen av de elastiske krefter som utelukkende i faste stoffer.Gass- og væskemedier skiftende lag av disse mediene er ikke ledsaget av utseendet på de nevnte krefter.På grunn av dens egenskaper langsgående bølger kan forplante i alle medier, og kryss - eksklusivt solid.
Funksjoner av vann bølger
bølger på overflaten av væsken er ikke langsgående og tversgående.De er mer komplekse, de såkalte langsgående og tverrgående karakter.I dette tilfellet er væskepartiklene beveger seg i omkretsretningen eller langstrakt ellipse.Den sirkulære bevegelsen av partikler på overflaten av væsken, spesielt for store vibrasjoner, ledsaget av deres sakte, men kontinuerlig bevegelse i retningen av bølgeforplantningen.Det er disse egenskapene til mekaniske bølger i vannet fører til at utseendet på kysten av diverse sjømat.
frekvens mekaniske bølger
Dersom elastisk medium (væske, fast stoff, gass) for å initiere oscillasjon av sine partikler, et resultat av samspillet mellom dem, det vil bli distribuert til hastigheten u.Således, i et gassformet eller flytende medium vil være i det oscillerende legeme, er dens bevegelse kan overføres til alle tilstøtende partikler.De vil være involvert i prosessen med å følge, og så videre.Således alt i form av mediet vil svinge den samme frekvens som er lik frekvensen av det oscillerende legeme.Det er frekvensen til bølgen.Med andre ord, kan denne verdien bli beskrevet som frekvensen av svingninger av punktene i miljøet, hvor bølgen forplanter seg.
umiddelbart være uklart hvordan denne prosessen skjer.Med mekaniske bølger assosiert energi overføring av vibrasjonsbevegelse fra kilden til den perifere miljøet.I løpet av hvilken en såkalt periodisk belastning som bæres av en bølge fra ett punkt til et annet.Ved å gjøre dette, partiklene av mediet med bølgen beveger seg ikke.De varierer i nærheten av sin likevektsstilling.Det er derfor forplantningen av mekaniske bølger ikke er ledsaget av å overføre stoff fra et sted til et annet.I de mekaniske bølger av forskjellige frekvenser.Derfor er de delt inn i band og laget en egen skala.Frekvensen er målt i hertz (Hz).
grunnleggende formler
Mekaniske bølger, beregningsformler som er ganske enkel, er et interessant objekt for studien.Bølgehastighet (υ) - er hastigheten på bevegelsen av sin front (locus av alle punktene, som kom svingninger miljø for øyeblikket):
υ = √G / ρ,
der ρ - tettheten av mediet, G - elastisitetsmodulus.
Beregningen må ikke forveksles hastigheten av mekaniske bølger i et medium med hastigheten av partiklene av mediet, som er involvert i bølgeprosessen.Således kan for eksempel, forplanter lydbølgen gjennom luften med en gjennomsnittlig hastighet svingninger av molekylene med 10 m / s, mens hastigheten av lydbølgene i normale forhold er 330 m / s.
bølgefront kan være av forskjellige typer, hvorav den enkleste er:
• Sfærisk - som følge av svingninger i gassformet eller flytende medium.Amplituden til bølgen ved det samme tidspunkt avtar med økende avstand fra kilden er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden.
• Flat - et plan som er vinkelrett på retningen av bølgeforplantningen.Det oppstår, for eksempel i et lukket stempel sylinder når de sistnevnte svinger.Den plane bølge er karakterisert ved nesten konstant amplitude.Hennes svak reduksjon med økende avstand fra kilden til forstyrrelser forbundet med viskositeten av det flytende eller gassformig medium.
Wavelength
Under bølgelengde forstå den avstanden som vil bli flyttet til fronten for tiden lik perioden for pendling av partikler av mediet:
λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,
der T - perioden for pendling,υ - hastigheten av bølgen, ω - vinkelfrekvens, ν - oscillasjonsfrekvensen punkter i mediet.
Siden forplantningshastigheten til den mekaniske bølge er helt avhengig av egenskapene til det medium, dens lengde λ ved overgangen fra ett medium til et annet endringer.Oscillasjonen frekvens ν alltid forblir den samme.Mekaniske og elektromagnetiske bølger er like i at deres fordeling skjer i energioverføring, men det er ingen overføring av materie.
