ВОЛНЫ.
Как происходит распространение колебаний? Необходима среда для передачи колебаний или они могут передаваться без нее? Как звук от звучащего камертона доходит до слушателя? Каким образом быстропеременный ток в антенне радиопередатчика вызывает появление тока в антенне приемника? Как свет от далеких звезд достигает нашего глаза? Для рассмотрения подобного рода явлений необходимо ввести новое физическое понятие – волна . Волновые процессы представляют общий класс явлений, несмотря на их разную природу.
Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной .
Волны, образованные внешним воздействием, приложенным к упругой среде, называются бегущими волнами : они «бегут» от создающего их источника. Важное свойство бегущих волн заключается в том, что они переносят энергию и импульс. Если внешняя сила совершает гармонические колебания, то вызванные ею волны называются гармоническими бегущими волнами .
Волновой процесс обусловлен наличием связей между отдельными частями системы, в зависимости от которых, мы имеем упругую волну той или иной природы.
Глава 1. Упругие волны.
Возможно вы искали - Реферат: Устройство цифровой записи речи цифровой диктофон
1. Упругими или механическими волнами называются механические возмущения (деформации), распространяющиеся в упругой среде.
Деформации в теле или среденазываются упругими, если они полностью исчезают после прекращения внешних воздействий.
Тела, которые воздействуют на среду, вызывая колебания, называются источниками волн . Распространение упругих волн не связано с переносом вещества , но волны переносят энергию, которой обеспечивает волновой процесс источник колебаний.
2. Среда называется однородной , если ее физические свойства, рассматриваемые в данной задаче, не изменяются от точки к точке.
Среда называется изотропной , если ее физические свойства, рассматриваемые в задаче, одинаковы по всем направлениям.
Похожий материал - Реферат: Интегральная микросхема КР1533ТВ6
Среда называется линейной, если между величинами, характеризующими внешнее воздействие на среду, которое и вызывает ее изменение, существует прямо пропорциональная связь. Например, выполнение закона Гука означает, что среда линейна по своим механическим свойствам.
§ 1.1. Упругие продольные и поперечные волны.
1. Все волны делятся на продольные и поперечные.
Поперечные волны – упругие волны, при распространении которых частицы среды совершают колебания в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
Продольные волны – упругие волны, при распространении которых частицы среды совершают колебания вдоль направления распространения волны.
Поперечные упругие волны возникают только в твердых телах, в которых возможны упругие деформации сдвига . Продольные волны могут распространяться в жидкостях или газах, где возможны объемные деформации среды , или в твердых телах, где возникают деформации удлинения или сжатия . Исключение составляют поперечные поверхностные волны. Простые продольные колебания – это процесс распространения в пространстве областей сжатий и растяжений среды. Сжатия и растяжения среды образуются при колебаниях ее точек (частиц) около своих положений равновесия.
§ 1.2. Характеристики бегущих волн.
1.Длина волны.
Очень интересно - Реферат: Цифровой генератор синусоидальных колебаний
Минимальное расстояние , на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания точки среды около положения равновесия, называется длиной волны .
Длиной волны 
называется наименьшее расстояние между двумя точками среды, совершающими колебания в фазе (т.е. разность их фаз равна 
) .
Если точки разделены расстоянием 
, их колебания происходят в противофазе.
2. Фазовая скорость волны.
Из повседневного опыта известно, что бегущие по воде волны распространяются с постоянной скоростью, пока свойства среды, например, глубина воды, не меняется, что говорит о том, что скорость распространения волнового процесса в пространстве остается постоянной. В случае гармонических бегущих волн (см. определение выше) эта скорость называется фазовой .
Вам будет интересно - Реферат: Попов изобретатель Радио
Фазовая скорость 
- это скорость распространения данной фазы колебаний, т.е. скорость волны.
Связь длины волны , фазовой скорости и периода колебаний Т задается соотношением:
.
Учитывая, что 
, где 
- линейная частота волны , 
- период, а циклическая частота волны 
, получим разные формулы для фазовой скорости:
.
Для волнового процесса характерна периодичность по времени и по пространству.
Т – период колебаний точек среды. Роль пространственного периода играет длина волны . Соотношение между периодом и циклической частотой задается формулой: 
. Аналогичное соотношение можно записать для длины волны и величиной k, называемой волновым числом : 
.
Похожий материал - Реферат: Теория Попова
Таким образом. Можно добавить еще одно уравнение для фазовой скорости:
.
3. Фазовая скорость различна для разных сред. В случае упругих поперечных волн (в твердом теле) фазовая скорость равна:
,
где 
- модуль сдвига среды, 
-ее плотность в невозбужденном состоянии (т.е. когда в этой среде не распространяется упругая волна).
Фазовая скорость упругих продольных волн в твердом теле равна
,