Упругие волны. Лекция 6

Содержание

Слайд 2

Лекция 6. Упругие волны

Лекция 6. Упругие волны

Слайд 3

Замечания 1) Селекторы теле-радиоприёмников → Селективность ~ Q 2) резонансные фильтры,

Замечания
1) Селекторы теле-радиоприёмников → Селективность ~ Q
2) резонансные фильтры, резонансные

усилители, индукционные печи, …

3.2. Понятие о резонансе в параллельном контуре

… в завершение лекции №5:

3.2.1. Идеализация

3.2.2. Реальность

Ω → Ωрез = ω0 :
I0 → 0 ⇒ Z → ∞ !!

Слайд 4

3.2. Понятие о резонансе в параллельном контуре 3.2.2. Реальность Ω →

3.2. Понятие о резонансе в параллельном контуре

3.2.2. Реальность

Ω → Ωрез ≈

ω0 :
I0 → 0 ⇒ Z → ∞ !!
Слайд 5

“Путешественнику на корабле кажется, что океан состоит из волн, а не

“Путешественнику на корабле кажется, что океан состоит из волн, а не

из воды”
А. Эддингтон, 1929

Глава III. Волны

“Опр.” Волна – процесс распространения колебаний в пространстве

… ?

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

§ 1. Упругие волны 1.1. Дифференциальное волновое уравнение 1) система состоит

§ 1. Упругие волны

1.1. Дифференциальное волновое уравнение

1) система состоит из длинной

цепочки большого количества одинаковых связанных атомов массы m (“химическая аналогия”);
2) амплитуды колебаний малы, силы квазиупруги и моделируются пружинами жёсткости k;
3) система консервативна;
4) расстояние l между соседними осцилляторами очень мало;
5) соседние шарики-атомы движутся почти одинаково (исключаем из рассмотрения наиболее высокочастотные моды колебаний).

Модель:

Слайд 14

К выводу дифференциального волнового уравнения Волновое уравнение (1)

К выводу дифференциального волнового уравнения

Волновое уравнение (1)

Слайд 15

Это одномерное “Классическое Дифференциальное Волновое Уравнение” Волновое уравнение (2) “Трёхмерный” случай

Это одномерное
“Классическое Дифференциальное
Волновое Уравнение”

Волновое уравнение (2)

“Трёхмерный” случай

Слайд 16

Замечания 1) 2) Для поперечной вместо : 1.2. Уравнение волны Уравнение

Замечания
1)
2) Для поперечной вместо :

1.2. Уравнение волны

Уравнение волны

– вид решения волнового уравнения

Уравнение волны (1)

“Опр.” Волна называется продольной, если колебания происходят вдоль направления распространения возмущений

“Опр.” Уравнением упругой волны называется соотношение, описывающее зависимость смещения колеблющихся частиц ξ(х,t) от координат и времени в явной форме:

Слайд 17

Уравнение волны (2) “Длина волны” : “Волновое число” :

Уравнение волны (2)

“Длина волны” :

“Волновое число” :

Слайд 18

Уравнение волны (3) Продольные волны Замечания 1) “недиспергирующая” среда; … любая

Уравнение волны (3)

Продольные волны

Замечания
1) “недиспергирующая” среда; … любая ξ(t –

x/v);
2) гармоническая; “бегущая”; “плоская” (?); в среде без поглощения.

Поперечные волны

“Опр.” Уравнением гармонической бегущей волны называется функция координат и времени вида:

Слайд 19

Уравнение волны (4) Волновая поверхность, служащая «передней» границей «возмущенной» области пространства,

Уравнение волны (4)

Волновая поверхность, служащая «передней» границей «возмущенной» области пространства, называется

волновым фронтом

“Опр.” Волновой поверхностью называют такую поверхность, колебания во всех точках которой, происходят в одной и той же фазе

“Опр.” Длиной волны называется расстояние, на которое фронт волны (или любая волновая поверхность) смещается за один период колебаний

Замечания
… 2) Эта волна …
а. гармоническая;
б. “бегущая” («+»);
в. в среде без поглощения;
г. “плоская”.

Слайд 20

Уравнение волны (5) Если фронт волны и волновые поверхности – плоскости,

Уравнение волны (5)

Если фронт волны и волновые поверхности – плоскости, то

волну называют плоской

… “плоская” … ?

Слайд 21

Плоская волна

Плоская волна

Слайд 22

Если волновые поверхности имеют сферическую форму, волну называют сферической Сферическая волна

Если волновые поверхности имеют сферическую форму, волну называют сферической

Сферическая волна

1.3.

“Другие” волны

Замечания
нет поглощения средой, но энергия “разбегается”;
А если есть?
а. Плоская волна:
б.Сферическая волна:

Слайд 23

1.4. Энергия упругой волны

1.4. Энергия упругой волны

Слайд 24

Энергия упругой волны (2)

Энергия упругой волны (2)

Слайд 25

Энергия упругой волны (3)

Энергия упругой волны (3)

Слайд 26

Энергия упругой волны (4)

Энергия упругой волны (4)

Слайд 27

Плотность потока энергии – энергия, переносимая волной в единицу времени через

Плотность потока энергии – энергия, переносимая волной в единицу времени через

«единичную площадку», перпендикулярную направлению распространения волны

Интенсивностью волны называется среднее по времени значение плотности потока её энергии

Характеристики переноса энергии упругой волны