Упругая среда. Понятие волны в упругой среде Поперечная и продольная волна в упругой среде

Август 10, 2022

Главная
Физика
Упругая среда. Понятие волны в упругой среде Поперечная и продольная волна в упругой среде

Содержание

2. Ознакомиться с основными понятиями и определениями, физическими закономерностями и принципами распространения звуковых волн в различных средах
3. Упругая среда – это среда, частицы которой связаны между собой упругими силами 1 Упругая среда. Понятие
4. Если колеблющееся тело находится в упругой среде, то оно приводит в колебательное движение соприкасающиеся с ним
5. Периодические деформации, вызванные в каком-нибудь месте упругой среды, будут распространяться в среде с некоторой скоростью, зависящей
6. В зависимости от характера возникающих упругих деформаций различают продольные и поперечные волны. В продольных волнах частицы
7. Волну называю продольной, в том случае, если частицы среды совершают колебания в направлении распространения волны
8. Волну называют поперечной волной, если колебания частиц среды происходят в направлениях перпендикулярных к направлению распространения волны.
9. Жидкие и газообразные среды не имеют упругости сдвига, поэтому в них возбуждаются только продольные волны, распространяющиеся
10. Длина́ волны́ — расстояние — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в
12. Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой
13. Пусть точечный источник волны начал возбуждать в среде колебания в момент времени t = 0; по
14. Луч — линия, нормальная — линия, нормальная к волновой поверхности. Под направлением распространения волн понимают направление
16. Скорость звука в однородной жидкости (или газе) вычисляется по формуле: В частных производных: где β —
17. Для газов формула выглядит так: где γ— показатель адиабаты: 5/3 для одноатомных газов, 7/5 для двухатомных
18. По порядку величины скорость звука в газах близка к средней скорости теплового движения молекул и в
19. Скорость звука — скорость распространения упругих волн в среде: как продольных (в газах, жидкостях или твёрдых
20. Также, в газах скорость звука зависит от температуры данного вещества, в монокристаллах — от направления распространения
22. Скорость звука в газах увеличивается с повышением температуры. При повышении температуры воздуха на 1 ° скорость
23. В однородных твёрдых телах могут существовать два типа объемных волн, отличающихся друг от друга поляризацией колебаний
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Ознакомиться с основными понятиями и определениями, физическими закономерностями и принципами распространения

звуковых волн в различных средах

Цель работы

Слайд 3

Упругая среда – это среда, частицы которой связаны между собой упругими

силами

1 Упругая среда. Понятие волны в упругой среде.

Слайд 4

Если колеблющееся тело находится в упругой среде, то оно приводит в

колебательное движение соприкасающиеся с ним частицы среды, которые создают периодические деформации.
При этих деформациях в среде появляются упругие силы, стремящиеся вернуть элементы среды к первоначальным состояниям равновесия; благодаря взаимодействию соседних элементов среды, упругие деформации будут передаваться от одних участков среды к другим, более удаленным от колеблющегося тела.

Слайд 5

Периодические деформации, вызванные в каком-нибудь месте упругой среды, будут распространяться в

среде с некоторой скоростью, зависящей от ее физических свойств.
При этом частицы среды совершают колебательное движение около положений равновесия. От одних участков среды к другим передается только состояние деформации.
Процесс распространения колебательного движения в среде называется волновым процессом или просто волной.

Слайд 6

В зависимости от характера возникающих упругих деформаций различают продольные и поперечные

волны.
В продольных волнах частицы среды колеблются вдоль направления распространений колебаний. В поперечных волнах частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны.

2 Поперечная и продольная волна в упругой среде. Понятие длины волны

Слайд 7

Волну называю продольной, в том случае, если частицы среды совершают колебания

в направлении распространения волны

Слайд 8

Волну называют поперечной волной, если колебания частиц среды происходят в направлениях

перпендикулярных к направлению распространения волны.

Слайд 9

Жидкие и газообразные среды не имеют упругости сдвига, поэтому в них

возбуждаются только продольные волны, распространяющиеся в виде чередующихся сжатий и разряжений. Волны, возбуждаемые на поверхности воды, являются поперечными, они обязаны своим существованием земному притяжению.
В твёрдых телах могут быть вызваны и продольные и поперечные волны.

Слайд 10

Длина́ волны́ — расстояние — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в

которых колебания
происходят в одинаковой фазе.

Длина волны

Слайд 11

Слайд 12

Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн

механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде.

3 Звук, звуковая волна, волновая поверхность (фронт волны), луч

Слайд 13

Пусть точечный источник волны начал возбуждать в среде колебания в момент

времени t = 0; по истечению времени t это колебание распространится по различным направлениям на расстояние r =vit, где vi - скорость волны в данном направлении. Поверхность, до которой доходит колебание в некоторый момент времени, называется фронтом волны.

Слайд 14

Луч — линия, нормальная — линия, нормальная к волновой поверхности. Под направлением распространения волн понимают направление лучей.

Если среда распространения волны однородная и изотропная, лучи прямые (причем, если волна плоская — параллельные прямые).

Слайд 15

Слайд 16

Скорость звука в однородной жидкости (или газе) вычисляется по формуле:
В частных

производных:
где β — адиабатическая сжимаемость среды; ρ — плотность; Cp — изобарная теплоемкость; Cv— изохорная теплоемкость; p,v,T — давление, удельный объем и температура среды; s — энтропия среды.

4 Расчет скорости распространения звуковой волны в газах и жидкостях

Слайд 17

Для газов формула выглядит так:
где γ— показатель адиабаты: 5/3 для одноатомных

газов, 7/5 для двухатомных (и для воздуха), 4/3 для многоатомных;
k — постоянная Больцмана;
R — универсальная газовая постоянная;
T — абсолютная температура в кельвинах;
t — температура в градусах Цельсия;
m — молекулярная масса;
M — молярная масса.

Слайд 18

По порядку величины скорость звука в газах близка к средней скорости

теплового движения молекул и в приближении постоянства показателя адиабаты пропорциональна квадратному корню из абсолютной температуры.

Слайд 19

Скорость звука — скорость распространения упругих волн в среде: как продольных (в газах, жидкостях или твёрдых

телах), так и поперечных, сдвиговых (в твёрдых телах). Определяется упругостью и плотностью среды: как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях — меньше, чем в твёрдых телах.

5 Скорости распространения звуковой волны в жидкостях и твердых телах.

Слайд 20

Также, в газах скорость звука зависит от температуры данного вещества, в монокристаллах —

от направления распространения волны. Обычно не зависит от частоты волны и её амплитуды; в тех случаях, когда скорость звука зависит от частоты, говорят о дисперсии звука.

Слайд 21

Слайд 22

Скорость звука в газах увеличивается с повышением температуры. При повышении температуры

воздуха на 1 ° скорость звука в нем увеличивается на 0,59 м/с.

Слайд 23

В однородных твёрдых телах могут существовать два типа объемных волн, отличающихся друг от

друга поляризацией колебаний относительно направления распространения волны: продольная (P-волна) и поперечная (S-волна). Скорость распространения первой всегда выше, чем скорость второй.
В многофазных средах из-за явлений неупругого поглощения энергии скорость звука, вообще говоря, зависит от частоты колебаний (то есть наблюдается дисперсия скорости).
При наличии границ раздела, упругая энергия может передаваться посредством поверхностных волн различных типов, скорость которых отличается от скорости продольных и поперечных волн. Энергия этих колебаний может во много раз превосходить энергию объемных волн.

Слайд 24