Распространение колебаний в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской бегущей волны. Интерференция волн. Стоячие волны.




Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды, распространяются в ней с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым процессом или волной. При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около положений равновесия.

Упругими волнами называются механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде. Упругие волны бывают продольными и поперечными. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны. В поперечных- в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны. Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны λ. λ = υТ, υ= λ*ν.

Бегущими волнами называются волны, которые переносят в пространстве энергию.

Уравнение колебании частиц, лежащих в плоскости х имеет вид:ξ(x,t)=A cosω(t- ). В общем случае уравнение плоской волны имеет вид: ξ(x,t)=A cos[ω(t- )+φ ]. Где А- амплитуда волны, ω- циклическая частота, φ - начальная фаза волны.

Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких волновых процессов связано с понятием когерентности. Волны называются когерентными если разность их фаз остается постоянной во времени. Наложение в пространстве двух или нескольких когерентных волн в разных его точках получается усиление или ослабление волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн. Это явление называется интерференцией волн. Уравнения двух волн:

ξ1 = cos[ωt-kr11], ξ2 =A0/r2cos[ωt-kr22].

Амплитуда результирующей волны:

Результат наложения двух волн зависит от Δ=r1-r2

В точках где k(r1-r2)-(φ1- φ2)= ±2mп наблюдается максимум, а где k(r1-r2)-(φ1- φ2)= ±(2m+1)п- минимум.

Стоячие волны – это волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами.

Предположим две плоских волны распространяются навстречу друг другу.

ξ1=A cos(ωt-kx).

ξ2=A cos(ωt-kx).

Сложив эти уравнения и учитывая, что к=2π получим уравнение стоячей волны:

 

 

Вопрос №8

Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Релятивистская формула сложения скоростей. Сокращение длин и замедление хода времени в движущихся системах. Интервал.

Эйнштейн заложил основы СТО (специальной теории отнгосит-сти). В основе СТО лежат постулаты:

1. принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу из одной инерциальной системы отсчета в другую.

2. принцип инвариантности скорости света: скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Преобразования Галилея заменены преобразованиями Лоренца.

Преобразования Галилея:

Преобразования Лоренца:

Из преобразований Лоренца вытекает, что при малых скоростях, т.е когда <<1, они переходят в классические преобразования Галилея. Из преобразований Лоренца следует сделать вывод, что расстояние и промежуток времени меняются при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, а в рамках преобразований Галилея они считались абсолютными, не изменяющимися при переходе из одной системы в другую.

Следствия из преобразований Лоренца:

1. Длина тел в разных системах отсчета.

длина стержня, измеренная в системе, относительно которой он движется, оказывается меньше длины измеренной в системе относительно, которой он покоится. Линейные размеры тела уменьшаются в направлении движения.

2. длительность событий.

часы, движущиеся относительно инерциальной системы отсчета, идут медленнее покоящихся часов.

3. теорема сложения скоростей.

u – абсолютная скорость относительно неподвижной системы координат

u - относительная скорость относительно подвижной системы координат

- скорость переноса

В 4-х мерном пространстве Эйнштейна, в котором каждое событие характеризуется координатами(x,y,z,t), такой величиной является интервал между двумя событиями:

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: