«ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ» Упругие волны распространение упругих колебаний; распространение упругих колебаний; волна; волна; параметры и уравнения волны; параметры. - презентация

1 «ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ» Упругие волны распространение упругих колебаний; распространение упругих колебаний; волна; волна; параметры и уравнения волны; параметры и уравнения волны; дисперсия волн; дисперсия волн; энергия упругой волны; энергия упругой волны; отражение упругих волн; отражение упругих волн; интерференция и дифракция упругих волн интерференция и дифракция упругих волн стоячие волны; стоячие волны; звуковые волны; звуковые волны; эффект Доплера эффект Доплера Электромагнитные волны свет – электромагнитная волна; свет – электромагнитная волна;

2 Основные понятия Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны (наблюдаются только в твердых телах) Волна называется продольной, если колебание частиц происходит в направлении распространения волны (наблюдаются в газах, жидкостях и твердых телах). Бегущей волной называется всякое возмущение (изменение) состояния вещества или поля или другой, Распространение колебаний в упругих средах происходит за счет упругих волн. Волны переносят энергию и импульс без переноса вещества. Волна

3 Основные понятия Волновой вектор k Волновая поверхность Волновое уравнение (уравнение плоской волны) Длина волны – расстояние между двумя ближайшими точками среды, которые колеблются в одинаковой фазе Волновой поверхностью (фронтом волны) называется геометрическое место точек среды, колеблющихся в одной фазе. Волновое число k – отношение циклической частоты к скорости волны

4 Основные понятия Уравнение плоской волны Решение волнового уравнения Волновое уравнение Фаза волны Положение волновой поверхности Скорость перемещения волновой поверхности ( фазовая скорость )

5 Скорость распространения упругих волн Скорость распространения упругих волн – скорость движения фронта волны - зависит от модуля объемной упругости B и плотности среды скорость распространения поперечной упругой волны скорость распространения продольных волн в стержне скорость распространения продольных волн в жидкостях скорость распространения продольных волн в газах (звук)

6 Упругие волны Принцип суперпозиции упругих волн: если две волны являются решением волнового уравнения, то решением является и их линейная комбинация Дисперсия волн - зависимость скорости распространения волн в среде от длины волны.

7 Групповая скорость Модулирующая волна биений Несущая волна

8 Групповая скорость Скорость перемещения максимумов (фазовая скорость модулирующей волны) Скорость перемещения энергии волны (групповая скорость ) Волновой пакет

9 Энергия упругой волны Энергия волны в упругой среде состоит из кинетической энергии частиц вещества, совершающих небольшие колебания, и из потенциальной энергии упругой деформации среды. Плотность кинетической энергии в точке x в момент времени t

10 Энергия упругой волны Плотность потенциальной энергии в точке x в момент времени t

11 Энергия упругой волны Плотность энергии в точке x в момент времени t Средняя плотность энергии

12 Энергия упругой волны энергия, проходящая через площадку за время Волновой поток энергии Средняя плотность потока энергии Вектор Умова

13 Стоячие волны Стоячие волны это волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. Длина стоячей волны равна половине длины волны, распространяющейся в среде

14 Стоячие волны

15 Отражение упругих волн Фаза не меняется на границе раздела, дополнительная разность фаз =0 Фаза меняется на границе раздела, дополнительная разность фаз =

16 Интерференция волн Интерференцией волн называется явление наложения когерентных волн, при котором происходит устойчивое во времени их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление в других в зависимости от соотношения между фазами этих волн. Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

17 Интерференция волн Условие интерференционного максимума Условие интерференционного минимума

18 Дифракция волн дифракция волн - огибание волнами препятствия. Принцип Гюйгенса- Френеля: Каждая точка пространства, до которой дошел фронт волны, сама становится источником вторичной сферической волны с параметрами, соответствующими параметрам первичной волны.

19 Звук Закон Вебера- Фехнера Набор (дискретный спектр) гармонических звуков разной интенсивности - музыка Минимальное изменение интенсивности звука, которое слышит человек на зависит от интенсивности звука и составляет примерно 10 % от ее величины (закон Вебера) Набор (непрерывный спектр) звуков разной интенсивности - шумы Постоянная шкала громкости d прирост громкости, обусловленный приростом интенсивности I пор минимальная интенсивность при которой громкость =0

20 Звук

21 Звук Бинауральный эффект

22 ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА Эффектом Доплера называется изменение частоты колебаний, воспринимаемой приемником, при движении источника этих колебаний и приемника друг относительно друга.

23 Электромагнитные волны

24

25 Вектор Пойнтинга (Умова – Пойнтинга)