Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
интерферометры, включая недавно разработанный "интерферометр с большой
базой" (задача 9.57). Аналогия между фазово-контрастным микроскопом и
преобразованием амплитудно-модулированных радиоволн в частотно-
модулированные обсуждается в задаче 9.59.
Домашние опыты. (Общие замечания). Следует делать по меньшей мере один
опыт в неделю. Ниже перечислены опыты с волнами в воде, волнами в
"пружинах" и со звуковыми волнами, а также дано описание набора для
опытов по оптике,
Волны в воде
1.24. Мода "омывания" в сосуде с водой.
1.25. Сейши.
2.31. Пилообразные стоячие волны в мелкой воде.
2.33. Моды поверхностного натяжения.
3.33. Пилообразные стоячие волны в мелкой воде.
3.34. Прямоугольные двухмерные стоячие волны.
3.35. Стоячие волны в воде.
6.11. Волновые пакеты в воде.
6.12. Волновые пакеты в мелкой воде; приливные волны.
6.19. Фазовая и групповая скорости волн в глубокой воде
6.25. Резонанс в приливных волнах.
14
7.11. Закон дисперсии для волн в воде.
9.29. Дифракция волн в воде.
Волны в тружинах"
1.8. Связанные маятники.
2.1. Зависимость частоты колебаний "пружины" от ее длины.
2.2. "Пружина" как непрерывная система.
2.4. Тембр ноты, издаваемой "пружиной".
3.7. Резонанс в "пружине" с затуханием.
3.8. Вынужденные колебания системы двух связанных маятников.
3.16. Механический полосовой фильтр.
3.23. Экспоненциальное проникновение волн в реактивную область.
4.4. Фазовая скорость волн в "пружине".
5.3. Переходные стоячие волны в "пружине".
8.14. Поляризация в "пружине".
Звук
Некоторые домашние опыты по звуку требуют двух идентичных камертонов,
лучше всего С523.3 или А440. Их можно купить в музыкальном магазине или в
магазине наглядных пособий.
1.4. Измерение частоты колебаний.
1.7. Связанные колебания ножовочных полотен.
1.12. Биения от двух камертонов.
1.13. Нелинейность уха; комбинационные тона.
1.18. Биения от слабо связанных неидентичных струн гитары.
2.4. Тембр ноты, издаваемой "пружиной".
2.5. Рояль как анализатор Фурье; нечувствительность уха к фазе колебаний.
2.6. Гармоники рояля; равномерно темперированный строй.
3.27. Ширина резонанса для картонной трубки.
4.6. Измерение скорости звука с помощью волновых пакетов.
4.15. Резонатор из бутылки (резонатор Гельмгольца).
4.16. Скорость звука в воздухе, гелии и природном газе.
4.26. Звуковой импеданс.
5.15. Эффективная длина трубки с открытым концом для стоячих волн.
5.16. Резонанс в картонных трубках.
5.17. Является ли звукоулавливающая система человека (барабанная
перепонка, нервы, мозг) фазочувствительным детектором?
5.18. Измерение относительной фазы на двух концах открытой трубки.
5.19. Обертоны камертона.
5.31. Резонансы в надувных шарах.
6.13. Музыкальные трели и полоса частот.
9.50. Диаграмма излучения камертона; квадрупольное излучение.
Оптический н а б о р*).
Он состоит из четырех небольших поляроидных пластинок (линейные
поляризаторы), кругового поляризатора, пластинок АУ4 и А./2,
дифракционной решетки и четырех цветных фильтров (красный, зеленый,
голубой и оранжевый). Все эти компоненты описаны в тексте книги (линейные
поляризаторы-стр. 367, круговой
*) Такой набор приложен к американскому изданию. К сожалению, мы не
смогли снабдить оптическим набором русское издание. Этот недостаток,
однако, восполним. Поляроидные и цветные фильтры можно приобрести в
фотомагазине, а пластинки в 1/4 и 1/2 длины волны изготовить самим из
тонких пластинок слюды или прозрачных пластиковых пленок. Способ
изготовления описан в тексте книги. Реплику дифракционной решетки можно
приобрести в магазине наглядных пособий, но даже долгоиграющая пластинка
может служить отражательной дифракционной решеткой для некоторых из
описанных в книге опытов. (Прим. ред.)
15
поляризатор - стр. 380, задерживающие пластинки Я/4 и Я/2 - стр. 376,
дифракционная решетка - стр. 441). В некоторых опытах вам будут нужны
предметные или покровные стекла от микроскопа и источники света: лампа с
"линейной" или "точечной" нитью накаливания (см. опыт 4.12, стр. 204),
неоновая лампа. Большинство оптических опытов описано в главах 8 и 9. Их*
слишком много, чтобы перечислять здесь.
Комплексные числа.
При сложении синусоидальных колебаний применение комплексных чисел
упрощает вычисления, но иногда затемняет их физический смысл. Поэтому в
первой части книги комплексные числа не используются. Они появляются в
главе 6 вместе с векторными диаграммами для гармонических колебаний, а в
главе 8 (поляризация) комплексные числа широко используются. В главе 9
(интерференция и дифракция) комплексные числа используются мало, но
преподаватель может применить их для облегчения расчетов. Ряды Фурье (п.
2.3) и интегралы Фурье (пп. 6.4 и 6.5) излагаются без комплексных чисел.
ГЛАВА i
СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПРОСТЫХ СИСТЕМ
1.1. Введение
Окружающий нас мир полон движущихся объектов. Их движение, в широком
смысле, можно разделить на два класса в зависимости от того, остается ли
объект вблизи некоторого среднего положения или такого положения нет.
