Волны в упругой среде

Процесс распространения колебаний в пространстве с течением времени называется волной. Частицы среды, в которой распространяются колебания, волной не увлекаются, а лишь колеблются вблизи своих положений равновесия. Однако энергия колебаний переносится от источника к точкам среды. Волны, переносящие в направлении своего распространения энергию колебательного движения, называются бегущими. Механические волны могут распространяться только в упругих средах, между частицами которых действуют упругие силы. Смещение от положения равновесия какой-то одной частицы в упругой среде приводит к смещению соседней с ней частицы и т. д. – в среде распространяется упругая волна.

Различают поперечные и продольные механические волны.

Если частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны (рис. 2.18, а), то такие волны называются поперечными (например, волна на поверхности жидкости). Если же частицы среды колеблются в направлении распространения волны (рис.18, б), то такие волны называются продольными (например, звук).

Рис. 2.18

Поперечные волны распространяются только в тех средах, в которых возможна деформация сдвига (т. е. в твердых телах и на поверхности жидкостей). Продольные волны распространяются и в твердых телах, и в газах, и в жидкостях, т. е. в средах, в которых возможна деформация сжатия и растяжения.