Mavzu: Mexanik to’lqinlar. Reja: Ko’ndalang va bo’ylama to’lqinlar. Yassi va sferik to’lqinlar haqida tushuncha

Asosiy formulalar

Hisoblash formulalari juda oddiy bo'lgan mexanik to'lqinlar qiziqarli ob'ekt o'qish uchun. To'lqin tezligi (y) - uning oldingi harakatining tezligi (muhitning tebranishi erishgan barcha nuqtalarning geometrik o'rni. bu daqiqa):

bu yerda r - muhitning zichligi, G - elastiklik moduli.
Hisoblashda siz muhitdagi mexanik to'lqin tezligini ishtirok etuvchi muhit zarralari harakat tezligi bilan aralashtirib yubormasligingiz kerak. Shunday qilib, masalan, havodagi tovush to'lqini bilan tarqaladi. o'rtacha tezlik uning molekulalarining tebranishlari 10 m/s, normal sharoitda tovush to'lqinining tezligi esa 330 m/s.

To'lqin jabhasi sodir bo'ladi turli xil turlari, ulardan eng oddiylari:
Sferik - gazsimon yoki suyuq muhitdagi tebranishlardan kelib chiqadi. Bunday holda, to'lqin amplitudasi manbadan masofa bilan masofaning kvadratiga teskari mutanosib ravishda kamayadi.
Yassi - to'lqinning tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan tekislik. Bu, masalan, tebranish paytida yopiq pistonli silindrda paydo bo'ladi. Tekis to'lqin deyarli doimiy amplituda bilan tavsiflanadi. Buzilish manbasidan uzoqlashganda uning biroz pasayishi gazsimon yoki suyuq muhitning yopishqoqligi darajasi bilan bog'liq.

To'lqin uzunligi

Muhit zarralarining tebranish davriga teng bo'lgan vaqt ichida uning old qismi qanday masofani bosib o'tishini tushuning:
l = yT = ​​y/v = 2py/ ō,
Bu erda T - tebranish davri, y - to'lqin tezligi, ō - tsiklik chastota, n - o'rta nuqtalarning tebranish chastotasi.
Mexanik to'lqinning tarqalish tezligi butunlay muhitning xususiyatlariga bog'liq bo'lganligi sababli, uning uzunligi l bir muhitdan ikkinchisiga o'tishda o'zgaradi. Bunday holda, tebranish chastotasi n har doim bir xil bo'lib qoladi. Mexanik va shunga o'xshash bo'lib, ularning taqsimlanishi paytida energiya uzatiladi, ammo materiya o'tkazilmaydi.
TA’RIF
Uzunlamasına to'lqin- bu to'lqin bo'lib, uning tarqalishi paytida muhit zarrachalarining siljishi to'lqin tarqalish yo'nalishi bo'yicha sodir bo'ladi (1-rasm, a).
Uzunlamasına to'lqinning paydo bo'lishining sababi siqilish / kengaytma, ya'ni. muhitning uning hajmining o'zgarishiga qarshiligi. Suyuqlik yoki gazlarda bunday deformatsiya muhit zarrachalarining kamdan-kam bo'lishi yoki siqilishi bilan birga keladi. Uzunlamasına to'lqinlar har qanday muhitda - qattiq, suyuq va gazsimon muhitda tarqalishi mumkin.
Misollar uzunlamasına to'lqinlar elastik tayoqdagi to'lqinlar yoki gazlardagi tovush to'lqinlaridir.