Что такое волна в физике

Механические волны

Процесс распространения колебаний в среде называется волной. Механические такоее бывают разных видов. Если в волне частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном направлению распространения, то волна называется поперечной. Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому жгуту рис.

Если смещение частиц среды происходит в направлении распространения волны, то волна называется продольной. Волны в упругом стержне рис. Волны на поверхности жидкости имеют как поперечную, так и продольную компоненты. Как в поперечных, так и в продольных волнах переноса вещества в направлении распространения волны не происходит.

В процессе распространения частицы среды лишь совершают колебания около положений равновесия. Однако волны переносят энергию колебаний от овлна точки среды к. Распространение поперечного волнового импульса по натянутому резиновому жгуту Рисунок 2. Распространение продольного волнового импульса по упругому стержню Характерной особенностью механических волн является то, что они распространяются в материальных средах твердых, жидких или газообразных. Гюйгенс развил свою идею, рассмотрев случаи распространения волны в пустом пространстве и при наличии преграды или границы раздела двух сред.

Волны, возникающие в отсутствии сильного ветра, называются зыбью. Примером волны такого форумы могут служить гармонии, бегущие по натянутому резиновому жгуту рис.

Так возникла, вернее возродилась, старая идея, которая в противовес большинству обсуждавшийся в то время гипотез утверждала, что свет есть вобна. Если мы волнаа свет как поток частиц, мы можем, на худой конец, вообразить наглядную, хотя, быть может, не всегда плодотворную модель света. Но что такое волна? Само слово имеет два значения: Идея волнового движения господствует в физике девятнадцатого—двадцатого столетий так же, как идея частиц преобладала в физике семнадцатого—восемнадцатого веков. Свет, электричество и магнетизм, квантовая физика — всюду мы имеем дело с волнами, подобно тому, как имели дело с частицами в механике Декарта, Галилея и Ньютона.

Говоря о волнах или объясняя их свойства, физики часто представляют их себе в виде ряби на поверхности воды, в виде возмущения, перемещающегося вдоль натянутой струны или возмущения, распространяющегося в воздухе звук. Такого рода представления создаются для того, чтобы наглядно истолковать абстрактное понятие волны, подобно тому, как представление частицы в виде теннисного мяча или бильярдного шара иллюстрирует абстрактное понятие частицы. Все эти представления волн в той или иной степени обладают свойствами, которые мы приписываем понятию волны, аналогично тому, как и теннисные мячи обладают некоторыми свойствами, характерными для частиц. На самом же деле волна, как и частица, или вектор, или прямая линия являются математическими величинами, обладающими определенными свойствами и подчиняющимися определенным правилам.

Конкретные представления этих величин вытекают из свойств реального мира; в другом мире более естественным могли бы оказаться иные представления.

Все это было до сих пор в пределах наших возможностей. Все это было до сих пор в пределах наших возможностей. При продольной волне А среда, в которой она распространяется, колеблется вперед-назад в направлении движения волны например, так колеблется фильм при движении звуковой гармонии.

Когда мы говорим, что сила — вектор, мы подразумеваем, что между теми действиями в физическом мире, которые цолна отождествляем с силой, и векторами в математическом мире существует строго определенное соответствие. Мы развили понятие вектора именно так, чтобы а возможным такое соответствие. Для нелинейных волн групповая скорость может быть как больше, так и меньше фазовой скорости. Однако иногда принято считать, что когда речь идёт о скоростях, близких к скорости света, проявляется заведомое неравноправие между групповой и фазовой скоростями. Фазовая скорость не является ни скоростью движения материального объекта, ни скоростью передачи данных, поэтому она может превышать скорость светане приводя при этом ни к каким нарушениям теории относительности.

Вместе с тем, это немного не.

Примеры решения задач

Базовые постулаты теории относительности, как и теоретические такье на них, основываются на распространении света в пустоте, фиике есть в среде без дисперсии, в которой волга и групповая скорости одинаковы. В вакууме фазовая и групповая скорость распространения света одинаковы, в воздухе, воде и некоторых других средах разница между ними пренебрежимо мала и ею в большинстве случаев можно пренебрегать [8]. Поэтому если фазовая скорость в среде без дисперсии оказывается большей или меньшей скорости света, то такое же значение будет принимать и групповая скорость. Групповая скорость характеризует скорость движения сгустка энергии, переносимой волновым пакетом, и потому в большинстве случаев не превышает скорость света.

Также при распространении волны в метастабильной среде удаётся в определённых случаях добиться групповой скорости, превышающей скорость света в средекак например при распространении света в сероуглероде.


Оставить комментарий

Ваш mail не будет опубликован.

Вы можете использовать HTML теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>