2015-02-27
3108
Продольные волны ─ распространяющееся с конечной скоростью в пространстве переменное взаимодействие материи, которое обычно характеризуется двумя функциями ─ векторной, направленной вдоль потока энергии волны, и скалярной функцией.
Поперечная волна - волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой происходят колебания частиц среды (в случае упругой волны) или в которой лежат векторы электрического и магнитного поля (для электромагнитной волны).
уравнением волны
x=xmsinω⋅(t−rυ)
Из этого выражения видно, что координата х любой точки на расстоянии r от источника волны зависит от величины rλ, то есть от числа длин волн, укладывающихся на расстоянии r. x=xmsin(ω⋅t−2πrλ)
Характеристики волн:
Геометрические элементы
Геометрически у волны выделяют следующие элементы:
гребень волны — множество точек волны с максимальным положительным отклонением от состояния равновесия;
долина (ложбина) волны — множество точек волны с наибольшим отрицательным отклонением от состояния равновесия;
|
|
|
волновая поверхность — множество точек, имеющих в некий фиксированный момент времени одинаковую фазу колебаний. В зависимости от формы фронта волны выделяют плоские, сферические, эллиптические и другие волны.
Временна́я и пространственная периодичности
Поскольку волновые процессы обусловлены совместным колебанием элементов динамической системы (осцилляторов, элементарных объёмов), они обладают как свойствами колебаний своих элементов, так и свойствами совокупности этих колебаний.
К первым относится временная периодичность — скорость изменения фазы с течением времени в какой-то заданной точке, называемую частотой волны 
;
К волновым свойствам относится пространственная периодичность — скорость изменения фазы (запаздывание процесса во времени) в определённый момент времени с изменением координаты — длина волны λ.
Временная и пространственная периодичности взаимосвязаны. В упрощённом виде для линейных волн эта зависимость имеет следующий вид[4]:
где c — скорость распространения волны в данной среде.
Для сложных процессов с дисперсией и нелинейностью, данная зависимость применима для каждой частоты спектра, в который может быть разложен любой волновой процесс.
Интенсивность волны
Для характеристики интенсивности волнового процесса используют три параметра: амплитуда волнового процесса, плотность энергии волнового процесса и плотность потока энергии.
Интерференция волн — взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга.[1] Сопровождается чередованием максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) интенсивности в пространстве. Результат интерференции (интерференционная картина) зависит от разности фаз накладывающихся волн.
|
|
|
Стоя́чая волна́ — колебания в распределённых колебательных системах с характерным расположением чередующихся максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) амплитуды. Практически такая волна возникает при отражениях от преград и неоднородностей в результате наложения отражённой волны на падающую. При этом крайне важное значение имеет частота, фаза и коэффициент затухания волны в месте отражения.
В случае гармонических колебаний в одномерной среде стоячая волна описывается формулой:
,
где u — возмущения в точке х в момент времени t, 
— амплитуда стоячей волны, 
— частота, k — волновой вектор, 
— фаза.
