Упругие волны

Рассмотренные в разделе "Колебательное движение" колебательные системы могут служить моделью основной части источника или приёмника упругих колебаний. Теперь обратимся к изучению процесса распространения колебаний, передачи колебательного процесса от источника колебаний к приёмнику.

Изучая колебания различных колебательных систем, мы, как правило, не учитываем тех изменений, которые колебательная система производит в окружающей её среде. Между тем, колеблющееся тело, отклоняясь от положения равновесия, вызывает деформации ок­ружающего его участка среды и, соответственно, упругие напряжения. Силы упругости в деформированном участке среды действуют как на колеблющееся тело, так и на частицы слоев среды, граничащих с деформированным. Под действием упругих сил частицы со­вершают движение в соответствии с законами динамики. Таким образом колебательный процесс, возбуждаемый колеблющимся телом, начинает распространяться в среде. При периодических колебаниях источника периодическими будут и колебания различных частиц среды около их положений равновесия. С течением времени в колебательный процесс вовлекаются всё более и более удалённые от источника частицы среды. Такой процесс и называют обычно волновым, а изменяющиеся с течением времени периодические деформации среды - волной. Более того, даже если источник возмущений в среде является импульсным, а не периодическим, процесс распространения возмущений в среде всё равно называют волновым. Следовательно, для распространения колебаний, возбуждаемых источником, необходимо наличие упругой среды. Здесь и далее рассматриваются только упругие волны, хотя волновым процессом можно описывать и изменения в пространстве с течением времени и других по природе физических величин, например, температуры (для температурных или тепловых волн), напряженности электрического поля для электро­магнитных волн и т.д.