ОК – 15 «Механические колебания и волны»
| Движение, которое полностью или частично повторяется через определённые промежутки времени, называется колебательным движением.
| |
| | | | |
| | | Условия возникновения колебаний:
1. Наличие колебательной системы, находящейся в состоянии устойчивого равновесия.
Положение равновесия
2. Сообщить системе энергию.
3. Трение в системе должно быть минимальным.
| |
| |
| | |  |
х
t
| | | | |
| | | Характеристики колебаний:
· смещение – отклонение тела от положения равновесия. [x] = [м]
· амплитуда – максимальное отклонение тела от положения равновесия. [x0] = [м]
· частота - число колебаний в единицу времени. [ν] = [Гц]
· период – время одного полного колебания. [Т] = [c]
· фаза колебаний – угол, на который отклонилось тело за какой – либо промежуток времени. [φ] = [рад]
· циклическая частота – число колебаний за 2π сек. [ω] = [рад/с]
| | |  |
| |
Виды колебательных систем
| | | | | | | | | | | | | | | |
| | |  | |  | |  |
| |
| |  | | | | Физический маятник.
Любое тело способное совершать колебания.
| |
| |
| | |  |
| |
| | | | Полная энергия системы
E =  = mgh
или
E = = 
E = 
E = Ep + Ek
| |
| |
| |
| |
| | |  |
| | | | | | |
| | | Распространение колебаний в упругой среде называют волновым процессом или механической волной.
| |
| |
| | |  | | |
| | | | | | | | | | | | | | |
| | | Характеристики волн:
длина волны – расстояние между точками, колеблющимися в одинаковой фазе (расстояние, на которое распространяется волна за один период). λ = υ Т
- период волны – время, за которое волна распространяется на расстояние равное длине волны.
- скорость волны. υ = λν, υ =
 - частота волны.
- энергия волны.
| |
| | |  |
| |
| | | |  |
| |
| | | |
уравнение плоской волны
х = х0[ω0 (1 -  )+ φ0]
r – расстояние от источника волн до рассматриваемой точки среды, вдоль направления распространения.
| |
| |
| |
| | | Особенности волн:
- источником волн, является колеблющееся тело;
- частицы среды колеблются на одном месте;
- передаётся характер движения;
- передаётся энергия;
- нет переноса вещества.
| | | Распространяясь в пространстве волны:
- отражаются (эхо);
- преломляются;
- наблюдается явление интерференции;
- наблюдается явление дифракции;
- наблюдается явление поляризации.
| |
| |
| | | интерференция – явление сложение волн идущих от разных источников
Условие интерференции: источники должны быть когерентны, т.е. создают волны одинаковой частоты, разности фаз и одинаковым направлением распространения.
| | | | дифракция– огибание волнами препятствий.
Принцип Гюйгенса(1690 г): каждая точка среды до которой дошёл волновой фронт, сама становится источником вторичных волн.
Принцип Френеля (1815г): Волну приходящую в любую точку среды от первоначального источника следует рассматривать, как результат интерференции вторичных волн, приходящих в эту точку от множества элементарных вторичных источников, некоторого волнового фронта.
| |
| |
Результирующая волна
Волна от первого источника
Волна от второго источника
направление распространения
Колебаний
Волна от первого источника
Результирующая волна
Волна от второго источника
Поверхность, на всех точках которой волна имеет в данный момент времени одинаковую фазу, называют фронтом волны. Фронт волны может быть сферический и плоский.
У плоской волны лучи параллельные.
Бегущая волна это волна, у которой точки одинаковых фаз распространяются с одинаковой скоростью.
| | | | | | |
| | | Характеристики звука:
- Высота тона – зависит от частоты колеблющегося тела.
- Тембр – это окраска звука, зависит от индивидуального устройства звучащего тела.
- Громкость звука – уровень вызываемого слухового ощущения, зависит от силы звука и от чувствительности уха.
[ I ] = [ Вт / м2 ]
| |
| | Звуковые волны – это вид продольных волн.
Особенности:
- Источник звука – только колеблющиеся тела.
- В звуковой волне «колеблется» звуковое давление.
- Звук не распространяется в вакууме.
- Скорость звука зависит от среды распространения.
- Чем выше частота звука, тем сильнее его взаимодействие с веществом.
Виды звука:
· Инфразвук –звук частота которого меньше 20 Гц.
· Акустический – звук частотой от 20 Гц до 20 кГц.
· Ультразвук– звук частотой от 20 кГц до 109Гц
· Гиперзвук- звук от 109 Гц до 1013Гц
| |
| | |  |
| |
| |
