Механическая волна. Звук

1.

Механическая волна
Звук

2.

Волна
• Волна- это процесс распространения
колебаний в пространстве с течением
времени.
Волны бывают двух видов
Механические (упругие)
Электромагнитные

3.

Механическая волна
Волна представляет собой колебания, которые
при своем распространении не переносят с собой
вещество.
Волны переносят энергию из одной точки
пространства в другую.
Механической волной называется процесс
распространения колебаний в упругой среде,
который сопровождается передачей энергии
от одной точки среды к другой.

4.

Условия возникновения:
Механические волны могут
распространяться только в какой- либо
среде (веществе): в газе, в жидкости, в
твердом теле. В вакууме механическая
волна возникнуть не может.

5.

Для возникновения механической
волны необходимо:
1. Наличие упругой среды
2. Наличие источника колебаний –
деформации среды

6.

Источником волн являются колеблющиеся
тела, которые создают в окружающем
пространстве деформацию среды

7.

Волны бывают:
1. Поперечные – волны, в
которых колебания частиц
происходят
перпендикулярно
направлению движения
волны.
Возникают только в твердых
телах

8.

Волны бывают:
2. Продольные - волны, в которых
колебания частиц
происходят вдоль
направления
распространения волн.
Возникают в любой среде
(жидкости, в газах, в
твердых телах).

9.

Виды волн

10.

Механические волны- это

11.

Характеристики волны
Основными характеристиками волны:
1. Амплитуда А, (м) — модуль максимального
смещения точек среды из положений равновесия
при колебаниях
2. Период T, (с) — время полного колебания частицы
в волне или время, за которое волна
распространяется на расстояние, равное длине
волны
t
Т
N
где t — промежуток времени, в течение которого
совершаются N колебаний;

12.

Характеристики волны
3. Частота ν (Гц) — число полных
колебаний частицы, совершаемых в данной
точке в единицу времени
1 N
Т
t
Частота волны определяется частотой
колебаний источника

13.

Характеристики волны
1. Каждая волна распространяется с какой-то скоростью.
Под скоростью
волны понимают скорость
распространения возмущения (колебаний).
Скорость волны определяется свойствами среды, в которой
эта волна распространяется.
При переходе волны из одной среды в другую ее скорость
изменяется.
Чем плотнее среда, тем скорость волны в ней больше:
тв.тела жидкости газы

14.

Характеристики волны
2. Длиной волны
называется расстояние, на которое
распространяется волна за время, равное периоду
колебаний в ней.
Длина волны
Длина поперечной и продольной волны

15.

Длина волны

16.

Характеристики (параметры) волны:
1. υ – скорость распространения волны
2. λ - длина волны
3. А – амплитуда колебаний волны
4. L – путь волны по прямой
5. Т – период волны (время, за которое
волна проходит путь λ)
6. ν - частота колебаний волны
(число волн, возникающих за
1 секунду)
7. t - время, в течении которого
распространяется волна.
8. х - отклонение каждой точки от
положения равновесия
9. r – расстояние точки от источника
колебаний
x
А
T
V
t
А
x
А
А
V
r

17.

Это важно!
При переходе волны из одной среды в
другую изменяются скорость и длина
волны, а частота остается неизменной

18.

Уравнение плоской бегущей волны
Бегущими волнами называются волны, которые переносят в
пространстве энергию.
Для вывода уравнения бегущей волны — зависимости
смещения y колеблющейся частицы от координат и
времени — рассмотрим плоскую волну, предполагая, что
колебания носят гармонический характер, а ось х
совпадает с направлением распространения волны.
Смещение колеблющейся частицы от положения равновесия
y будет зависеть только от х и t, т. е. y = y(х, t).
y

19.

Уравнение плоской бегущей волны
Рассмотрим некоторую частицу среды В, находящуюся от
источника колебаний О на расстоянии х.
Если колебания источника, находящегося в точке с х=0,
описываются функцией y(0,t)=Аcos t, то частица среды В
колеблется по тому же закону, но ее колебания будут
отставать по времени от колебаний источника на , так как
для прохождения волной расстояния х требуется время
=x/v, где v — скорость распространения волны.
y

20.

Уравнение плоской бегущей
волны
В
общем
случае
уравнение
плоской
волны,
распространяющейся вдоль положительного направления
оси х в среде, не поглощающей энергию, имеет вид
y(x,t)=Acos[ (t -х/v)+ 0],
где А=const — амплитуда волны,
— циклическая частота волны,
0 — начальная фаза колебаний, определяемая в общем
случае выбором начал отсчета х и t,
[ (t-x/v)+ 0] — фаза плоской волны.
Внимание! В наших задачах, как правило, начальная фаза равна нулю.

21.

Уравнение плоской бегущей
волны
Иногда уравнение записывают в виде
y(x,t)=Acos( t -kх),