Волновые явления

Волна – колебания, которые распространяются в пространстве с течением времени. Волны возникают в основном благодаря силам упругости.

Свойства волновых явлений

Основным свойством волн является то, что идет распространение волны без переноса вещества. Например, если на поверхности воды будет лежать небольшой листик с дерева. Бросим в воду камень. От камня во все стороны начнут распространяться волны.

При этом дойдя до листика, они не будут заставлять его двигаться в сторону волны. Листик так и останется на месте, но при этом будет совершать колебательные движения вверх и вниз. То есть будет меняться только форма воды, а течения не возникнет.

Одной из самых важных характеристик воды является скорость её распространения. Скорость распространения любой волны всегда конечна. Скорость волн на поверхности воды сравнительно невелика, поэтому их очень легко наблюдать.

Распространение волн

Еще одним примером невысокой скорости распространения волны являются волны, возникающие в резиновом шнуре. Например, если закрепить один его конец, а другой натянуть и дернуть. По шнуру побежит волна. Чем сильнее мы натянем шнур, тем сильнее будет волна. Дойдя до закрепленного конца, она отразится и побежит обратно.

Следует отметить, что в этом опыте при распространении волны вдоль шнура, каждая точка шнура совершает колебания в направлении перпендикулярном к направлению распространению волны. Такие волны называются поперечными волнами.

На следующем рисунке представлено схематично поперечная волна. Для нее указано направление распространения и направление колебаний вещества.

Но частицы среды могут совершать колебания и вдоль направления распространения волны. Такие волны называются продольными. На следующем рисунке представлено схематично продольная волна. Для нее указано направление распространения и направление колебаний вещества.

В поперченных волнах происходит деформация сдвига, а в продольных деформация сжатия. Деформация сдвига – слои вещества сдвигаются относительно друг друга. Деформация сжатия – части вещества сжимаются друг к другу.

Стоит отметить, что поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. Так как при сдвиге слоев жидкости не возникает сил упругости, которые будут стремиться вернуть жидкость в исходное положение. Продольные волны могут распространяться как и в жидких веществах и газах, так и в твердых телах. Так как деформация сжатия присуща всем этим состояниям тел.

Когда происходит распространение волны, то движение передается от одних частиц к другим. Основным свойством всех волн является перенос энергии без переноса вещества.