Волны, виды волн

Содержание

Слайд 2

Распространение поперечного волнового импульса по натянутому резиновому жгуту.

Распространение поперечного волнового импульса по натянутому резиновому жгуту.

Слайд 3

Распространение продольного волнового импульса по упругому стержню.

Распространение продольного волнового импульса по упругому стержню.

Слайд 4

“Моментальные фотографии” бегущей синусоидальной волны в момент времени t и t

“Моментальные фотографии” бегущей синусоидальной волны в момент времени t и t

+ Δt.

λ - длина волны; [λ] = м

Слайд 5

Фронт волны: геометрическое место точек, до которых дошли колебания в данный

Фронт волны:
геометрическое место точек, до которых дошли колебания в данный момент

времени.

Волновая поверхность:
геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе. (волны: плоские, сферические и др.)

Слайд 6

Рассмотрим плоскую волну, распространяющуюся в направлении оси Х:

Рассмотрим плоскую волну, распространяющуюся в направлении оси Х:

Слайд 7

υ - фазовая скорость, т.е. скорость с которой перемещается данное значение фазы.

υ - фазовая скорость, т.е. скорость с которой перемещается данное значение

фазы.
Слайд 8

Слайд 9

Рассмотрим сферическую волну

Рассмотрим сферическую волну

Слайд 10

УРАВНЕНИЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ, РАСПРОСТРА-НЯЮЩЕЙСЯ В ПРОИЗВОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ Направление распространения волны образует

УРАВНЕНИЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ, РАСПРОСТРА-НЯЮЩЕЙСЯ В ПРОИЗВОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

Направление распространения волны образует с

осями углы α, β, γ.
Слайд 11

Для произвольной точки волновой поверхности:

Для произвольной точки волновой поверхности:

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ Уравнение волны является решением волнового уравнения. Получим волновое уравнение.

ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ

Уравнение волны является решением волнового уравнения. Получим волновое уравнение.

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

ЭНЕРГИЯ УПРУГОЙ ВОЛНЫ Рассмотрим плоскую продольную волну, распространяю-щуюся в направлении х:

ЭНЕРГИЯ УПРУГОЙ ВОЛНЫ

Рассмотрим плоскую продольную волну, распространяю-щуюся в направлении х:

Среда, в

которой распространяется волна, обладает дополнительным запасом энергии. Волна переносит энергию от источника колебаний в различные точки среды.
Слайд 21

Слайд 22

Плотность потока энергии (векторная величина): Поток энергии через заданную поверхность (скалярная величина):

Плотность потока энергии (векторная величина):

Поток энергии через заданную поверхность
(скалярная величина):

Слайд 23

Для синусоидальных волн эта скорость равна фазовой:

Для синусоидальных волн эта скорость равна фазовой:

Слайд 24

Среднее по времени значение вектора Умова: - интенсивность волны

Среднее по времени значение вектора Умова:

- интенсивность волны

Слайд 25

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Из теории Максвелла вытекает, что существуют электромагнитные волны, то

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Из теории Максвелла вытекает, что существуют электромагнитные волны, то есть

распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле. Электромагнитные волны поперечны – вектор напряженности электрического поля и вектор магнитной индукции (напряженности магнитного поля) перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны
Слайд 26

Слайд 27

Волновое уравнение для электромагнитной волны:

Волновое уравнение для электромагнитной волны:

Слайд 28

Слайд 29

Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью.

Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной
скоростью.

Слайд 30

Слайд 31

Закон отражения электромагнитных волн. Угол падения равен углу преломления и лежат

Закон отражения электромагнитных волн.
Угол падения равен углу преломления и лежат в

одной плоскости

Закон преломления электромагнитных волн.

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Уравнения плоской электромагнитной волны, распро-страняющейся в направлении Х:

Уравнения плоской электромагнитной волны, распро-страняющейся в направлении Х:

Слайд 35

В электромагнитной волне происходят взаимные превращения электрического и магнитного полей. Электромагнитные

В электромагнитной волне происходят взаимные превращения
электрического и магнитного полей. Электромагнитные волны

переносят энергию. При распространении волн возникает поток электромагнитной энергии.

В каждый момент времени wэ = wм (для вакуума и непроводящей среды).

Рассмотрим электромагнитную волну, распространяющуюся в вакууме:

Слайд 36

Вектор плотности потока энергии - вектор Пойнтинга:

Вектор плотности потока энергии - вектор Пойнтинга:

Слайд 37

Из теории Максвелла следовало, что электромагнитные волны должны оказывать давление на

Из теории Максвелла следовало, что электромагнитные волны должны
оказывать давление

на поглощающее или отражающее тело. Давление
электромагнитного излучения объясняется тем, что под действием
электрического поля волны в веществе возникают слабые токи, то есть
упорядоченное движение заряженных частиц. На эти токи действует сила
Ампера со стороны магнитного поля волны, направленная в толщу
вещества. Эта сила и создает результирующее давление.
Первые эксперименты по определению давления излучения на отражающие
и поглощающие тела были выполнены П. Н. Лебедевым (1900 г.).