Распространение волн в упругих средах. Уравнение гармонической бегущей Колебания волны и волны

Содержание

Слайд 2

Сегодня на уроке

Сегодня на уроке

Слайд 3

Распространение волн в упругих средах Механическая волна — процесс распространения колебаний

Распространение волн
в упругих средах

Механическая волна —
процесс распространения колебаний в упругой

среде с течением времени.
Слайд 4

Виды волн в зависимости от направления колебаний частиц

Виды волн в зависимости
от направления колебаний частиц

Слайд 5

Распространение волн в упругих средах Продольная волна — волна, у которой

Распространение волн
в упругих средах

Продольная волна —
волна, у которой колебания частиц

совершаются вдоль направления распространения волны.

Направление распространения волны

Направление движения частиц

Слайд 6

Распространение волн в упругих средах Поперечная волна — волна, у которой

Распространение волн
в упругих средах

Поперечная волна —
волна, у которой колебания частиц

совершаются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Направление распространения волны

Направление движения частиц

Слайд 7

Распространение волн в упругих средах Амплитуда волны — максимальное смещение колеблющихся частиц среды от положения равновесия.

Распространение волн
в упругих средах

Амплитуда волны —
максимальное смещение колеблющихся частиц среды

от положения равновесия.

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 8

Распространение волн в упругих средах Волновая поверхность — геометрическое место точек,

Распространение волн
в упругих средах

Волновая поверхность —
геометрическое место точек, колеблющихся в

одинаковой фазе.

Фронт волны
(волновой фронт) —
геометрическое место точек, до которых доходят колебания к данному моменту времени.

Волновая поверхность

Фронт волны

Слайд 9

Распространение волн в упругих средах Скорость распростране-ния волны — физическая величина,

Распространение волн
в упругих средах

Скорость распростране-ния волны —
физическая величина, определя-емая расстоянием,

которое проходит любая точка фронта волны за единицу времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 10

Распространение волн в упругих средах Луч — это линия, проведённая перпендикулярно

Распространение волн
в упругих средах

Луч —
это линия, проведённая перпендикулярно волновому фронту

в направлении распространения волны.

Волновая поверхность

Фронт волны

Луч

Слайд 11

Основное свойство волн: при возбуждении волны происходит процесс распространения колебаний, но

Основное свойство волн:
при возбуждении волны происходит процесс распространения колебаний, но не

перенос вещества.

Распространение волн
в упругих средах

Слайд 12

Энергия волны в упругой среде — это сумма кинетической энергии совершающих

Энергия волны в упругой среде —
это сумма кинетической энергии совершающих колебания

частиц и потенциальной энергии упругой деформации среды.

Распространение волн
в упругих средах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 13

Распространение волн в упругих средах Длина волны — расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе.

Распространение волн
в упругих средах

Длина волны —
расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися

в одинаковой фазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 14

Распространение волн в упругих средах Период колебаний источника: Длина волны: Скорость волны: Циклическая частота:

Распространение волн
в упругих средах

Период колебаний источника:

 

Длина волны:

 

Скорость волны:

 

 

 

Циклическая частота:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 15

Распространение волн в упругих средах Скорость распространения волны зависит от свойств

Распространение волн
в упругих средах

Скорость распространения волны зависит от свойств среды,

поэтому волны одной и той же частоты имеют различную длину в разных средах.

 

Длины звуковых волн
в различных средах

Слайд 16

Распространение волн в упругих средах Плоская волна — это волна, волновые

Распространение волн
в упругих средах

Плоская волна —
это волна, волновые поверхности которой

представляют собой плоскости, перпендикулярные к направлению распространения волны.
Слайд 17

Распространение волн в упругих средах Время распространения колебаний: Уравнение гармонических колебаний вибратора:

Распространение волн
в упругих средах

Время распространения колебаний:

Уравнение гармонических колебаний вибратора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 18

Уравнение плоской бегущей монохроматической волны Смещение любой точки среды из равновесного

Уравнение плоской бегущей монохроматической волны

Смещение любой точки среды из равновесного положения

при прохождении волны является функцией двух переменных: времени и расстояния до равновесного положения точки среды.

 

Слайд 19

Следствия из уравнения бегущей волны

Следствия из уравнения бегущей волны

 

 

 

Слайд 20

Следствия из уравнения бегущей волны

Следствия из уравнения бегущей волны

 

Слайд 21

Следствия из уравнения бегущей волны 3

Следствия из уравнения бегущей волны

 

3

 

Слайд 22

Следствия из уравнения бегущей волны 3

 

Следствия из уравнения бегущей волны

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 23

Распространение волн в упругих средах Уравнения колебаний точек: Разность фаз: Циклическая частота:

Распространение волн
в упругих средах

Уравнения колебаний точек:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разность фаз:

 

 

Циклическая частота:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 24

Распространение волн в упругих средах Длина волны — расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе.

Распространение волн
в упругих средах

Длина волны —
расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися

в одинаковой фазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 25

Задача 1. Определите частоту звуковых колебаний в воздухе, если расстояние между

Задача 1. Определите частоту звуковых колебаний в воздухе, если расстояние между

двумя ближайшими точками волны, отличающимися по фазе на Δ? = ?, составляет 50 см. Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

 

 

ОТВЕТ: частота звуковых колебаний в воздухе равна 340 Гц.

Частота колебаний:

 

 

 

 

 

Длина волны:

 

 

Разность фаз между колебаниями двух точек волны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 26

Задача 2. Определите длину волны, если смещение от положения равновесия точки,

Задача 2. Определите длину волны, если смещение от положения равновесия точки,

находящейся на расстоянии 5 см от источника, через T/6 равно половине амплитуды.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

 

 

ОТВЕТ: длина волны равна 60 см.

Уравнение плоской бегущей волны:

 

 

Длина волны:

 

 

 

 

 

Циклическая частота:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 27

Задача 3. Поперечные волны распространяются вдоль натянутого шнура. Расстояние между ближайшими

Задача 3. Поперечные волны распространяются вдоль натянутого шнура. Расстояние между ближайшими

точками, имеющими одинаковые отличные от нуля смещения, равно 25 см. Найдите длину волны, если фазы колебаний точек в этот момент относятся как 1 : 2.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

 

 

ОТВЕТ: длина волны, распространяющейся вдоль шнура, равна 1,5 м.

 

 

Разность фаз колебаний точек:

 

 

Уравнение плоской бегущей волны:

 

 

 

 

 

 

 

По условию

 

 

 

 

 

Разность фаз колебаний: