Длина волны. Скорость распространения волны

Конспект по физике для 9 класса «Длина волны. Скорость распространения волны». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое длина волны. Что понимают под скоростью волны.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Длина волны.
Скорость распространения волны

Рассмотрим более подробно процесс образования поперечной волны, используя модель из цепочки соединённых пружинками шариков-точек, взаимодействующих между собой посредством силы упругости.

ДЛИНА ВОЛНЫ

Приведём первую точку в движение и заставим её совершать колебания. Будем рассматривать, как распространяется волна через каждые четверть периода (1/4 Т) колебания первой точки.

При смещении точки 1 возникнут силы упругости, которые заставят точку 2 двигаться вслед за точкой 1. Это приводит к возникновению сил упругости между точками 2 и 3 и т. д. Однако на возникновение деформации и сил упругости потребуется некоторое время. Поэтому точка 2 начнёт колебаться позднее точки 1, точка 3 — позднее точки 2 и т. д. Так, за первую четверть периода точка 1 окажется в положении максимального отклонения, точка 2 будет двигаться вслед за ней, а на точку 3 только начнёт действовать сила упругости.

За вторую четверть периода точка 1 вернётся в положение равновесия. Точка 3 испытает максимальное отклонение, а точка 5 только начнёт движение.

К концу третьей четверти периода точка 1 испытает максимальное отклонение вниз, точка 3 будет проходить положение равновесия, точка 5 испытает максимальное отклонение вверх, а точка 7 только начнёт движение.

К концу периода точка 1 завершит полное колебание и снова окажется в положении равновесия, точка 3 отклонится на амплитудное значение вниз, точка 5 будет проходить положение равновесия, точка 7 отклонится на амплитудное значение вверх, а точка 9 только начнёт движение.

Мы видим, что точки 1 и 9 колеблются одинаково. Ещё через четверть периода они обе окажутся в положении максимального отклонения вверх, а ещё через четверть периода окажутся в положении равновесия. Таким образом, за время, равное периоду колебаний, волна распространяется от точки 1 до точки 9.

Расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний, называют длиной волны. Или можно сказать, что длиной волны называют расстояние между двумя ближайшими гребнями или впадинами поперечной волны либо расстояние между двумя ближайшими сгущениями или разрежениями продольной волны.

Длину волны обозначают греческой буквой λ (лямбда). Её основной единицей является метр (1 м).

СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ

Каждая волна распространяется с определённой скоростью. Скоростью волны называют скорость распространения колебаний.

Из рисунка видно, что за время, равное периоду колебаний Т, волна распространяется на расстояние, равное длине волны λ. Поэтому λ = υT.

Отсюда скорость распространения волны будет равна: υ = λ/T.

Если учесть, что частота колебаний — величина, обратная периоду колебаний, то скорость распространения волны можно выразить через частоту колебаний: υ = λν.

Колебания частиц среды, в которой распространяется волна, являются вынужденными. Поэтому их период колебаний равен периоду колебаний источника волны. Однако скорость распространения волны, а соответственно и длина волны зависят от среды, в которой они распространяются. Это связано в первую очередь с агрегатным состоянием вещества.

В твёрдых телах частицы расположены близко друг к другу и связь между ними велика. В жидкостях частицы расположены дальше друг от друга, чем в твёрдых телах, они слабее взаимодействуют друг с другом. В газах взаимодействие между частицами совсем слабое. Поэтому наибольшая скорость распространения волны в твёрдых телах, наименьшая — в газах.

Волны, наблюдаемые в природе, нередко переносят огромную энергию и являются причиной разрушений. Например, морские волны, особенно цунами, обладают большой разрушительной силой. Сейсмические волны распространяются в земной коре при землетрясениях или мощных взрывах. При землетрясениях происходят сдвиги земной коры, достигающие 10-15 м. Для изучения землетрясений используются специальные приборы — сейсмографы. Основной частью сейсмографа является маятник, начинающий колебаться при каждом появлении сейсмических волн.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Длина волны. Скорость распространения волны».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Длина волны. Скорость распространения волны
5 (100%) 1 vote[s]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *