Колебания и волны. Имеет смысл рассматривать параллельно механические и электромагнитные колебания, указывая на их сходства и различия

Имеет смысл рассматривать параллельно механические и электромагнитные колебания, указывая на их сходства и различия. Такое изложение приводит к значительной экономии времени на математической стороне дела и в то же время позволяет наглядно сравнивать физические процессы, происходящие при соответствующих колебаниях. Это способствует выработке у студентов единого подхода к колебаниям различной физической природы. Следует использовать графический метод представления гармонического колебания с помощью вращающего вектора. Нужно разъяснить, что любые колебания линейной системы всегда можно представить в виде суперпозиции одновременно совершающихся гармонических колебаний с различными частотами, амплитудами и начальными фазами. Рассматривая резонанс при вынужденных колебаниях, необходимо обсудить это явление также и с энергетической точки зрения.

Изложение раздела «Волны» целесообразно начать с механических волн, распространяющихся в упругих средах. На примере этих волн следует ввести все основные, характеристики волн, их классификацию, а также получить уравнение бегущей волны (плоской и сферической) и волновое уравнение. Нужно сформулировать и обсудить принцип суперпозиции, указав, что она справедлива только для линейных сред, т.е, для упругих сред, подчиняющихся закону Гука. Здесь же следует рассмотреть волновой пакет, найти связь между групповой и фазовой скоростями и показать их равенство в отсутствие дисперсии волн. Особое внимание нужно уделить обсуждению условий интерференции волн и энергетических соотношений при интерференции.

При изложении материала, посвященного электромагнитным волнам, нужно упомянуть об истории их открытия и рассмотреть свойства этих волн, опираясь на уравнения Максвелла для электромагнитного поля.