Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гомонова А.И. -> "Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика " -> 29

Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика - Гомонова А.И.

Гомонова А.И., Драбович К.Н., Макаров В.А., Никитин С.Ю., Полякова М.С. Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика — МГУ, 2001. — 307 c.
Скачать (прямая ссылка): podgotovkakvstupitelexzamenam2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 98 >> Следующая

быть, в частности, плоским или сферическим. Скоростью распространения
волны называется скорость движения ее волнового фронта. Она вычисляется
по формуле
X
Т
Xv ,
где Т ~ период, v = 1 / Т
(1.6.12)
частота колебаний частиц в волне.
Интерференция волн. Если в среде возбуждены одновременно несколько волн,
то они распространяются, не влияя одна на другую. В каждой точке среды
колебания, вызванные различными волнами, складываются. Результирующее
перемещение любой частицы представляет собой сумму перемещений, которые
происходили бы при распространении одной из волн в отсутствие остальных.
В результате такого наложения волн амплитуды колебаний частиц среды,
расположенных в разных точках пространства, будут, вообще говоря,
различными. В частности, в некоторых точках пространства ко-
88
Механические колебания и волны
лебания частиц могут практически отсутствовать, в то время как в других
точках амплитуда колебаний может быть велика. Если при наложении волн
возникает такое неоднородное распределение амплитуд колебаний в
пространстве, и оно сохраняется во времени, то говорят, что имеет место
интерференция волн. Для получения устойчивой интерференционной картины
необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую частоту и фазы их
колебаний совпадали, или отличались на некоторую постоянную, не зависящую
от времени величину. Источники, удовлетворяющие этим условиям, называются
когерентными.
Принцип Гюйгенса. Общий принцип, описывающий распространение волн,
впервые был выдвинут голландским ученым X. Гюйгенсом. Согласно этому
принципу каждая точка среды, до которой дошло волновое возмущение,
становится источником элементарной вторичной волны. Положение волнового
фронта распространяющейся волны в следующий момент времени определяется
огибающей элементарных вторичных волн. Принцип Гюйгенса по существу
определяет направление лучей, т.е. линий, перпендикулярных волновому
фронту. С его помощью можно, в частности, вывести законы отражения и
преломления волн на границе раздела двух сред.
Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование.
Частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь,
приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они
взаимодействуют.
Дифракция волн. Дифракцией называют явление отгибания волной препятствия,
встречающегося на ее пути. Это явление проявляется наиболее отчетливо,
если размеры препятствия d имеют тот же порядок, что и длина волны X .
При d "Х явление дифракции обычно не играет существенной роли.
Звуковые волны представляют собой чередующиеся области сжатия и
разрежения, распространяющиеся в упругой среде. Звуковые волны являются
продольными. Они могут распространяться в воздухе, в воде, в почве, в
металлах и пр. В частности, сжатия и разрежения воздуха в звуковой волне
вызывают колебания давления
Определения, понятия и законы
89
относительно среднего атмосферного давления. Частота слышимых
человеческим ухом волн лежит в пределах звукового диапазона, образующего
область частот колебаний от 16 Гц до 20 Кгц. Звуковые волны с частотами
менее 16 Гц называются инфразвуками, а с частотами более 20 Кгц -
ультразвуками.
Скорость звука в газе приблизительно равна средней скорости теплового
движения молекул и, подобно ей, пропорциональна корню квадратному из
абсолютной температуры. При 0° С скорость звука в воздухе составляет 332
м/с.
Громкость звука зависит от интенсивности звуковой волны, т.е. от средней
энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу площади
поверхности, перпендикулярной к направлению распространения волны.
Интенсивность звуковой волны пропорциональна квадрату амплитуды колебаний
давления воздуха и измеряется в Вт/м2. Наибольшей чувствительностью
человеческое ухо обладает к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц. В этом
диапазоне ухо способно воспринимать звуки с интенсивностью около 10~12
Вт/м2 (порог слышимости). Наибольшая интенсивность, при которой
восприятие звука не вызывает болевых ощущений, называется болевым
порогом. Болевой порог зависит от частоты звуковых колебаний и при v = 1
Кгц составляет около 1 Вт/м2.
Высота звука определяется частотой колебаний. При этом низкие звуки
соответствуют колебаниям воздуха на низких частотах, а высокие -
колебаниям на высоких частотах.
Указания по решению задач
Задачи данного раздела в основном делятся на две группы. В одной из них
требуется определить период или частоту колебаний какой либо системы. Для
этой цели следует составить уравнение движения системы вблизи положения
равновесия, после чего свести его к виду (1.6.5). Тогда множитель,
стоящий перед координатой, будет представлять собой квадрат частоты
свободных колебаний. В некоторых случаях в уравнении колебаний возникают
постоянные слагаемые (например, для груза, подвешенного на пружине и
совер-
90
Механические колебания и волны
тающего движения вдоль вертикальной прямой). Наличие таких членов в
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed