Распространение волн в упругой среде.

Если в каком либо месте упругой среды (твёрдой, жидкой, газообразной) поместить источник колебаний, то из-за взаимодействия между частицами колебание будет распространяться в среде от частицы к частице с некоторой скоростью. Процесс распространения колебаний в среде или пространстве называют волной.

Частицы среды не вовлекаются в поступательное движение, они лишь колеблятся у положений равновесия.

Различают продольные и поперечные волны. Первые возникают в среде, обладающей сопротивлением сдвигу, поэтому в газах и внутри жидкостей возникают только продольные волны. На поверхности жидкости –поперечные (колебания поплавка).

Распространняясь от источника колебаний, волновой процесс охватывает все новые и новые области пространства. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени , называется фронтом волны или волновым фронтом. Это поверхность, которая отделяет часть среды, которая вовлечена в волновой процесс, от той ее части, до которой колебания еще не достигли.

Геометрическое место точек, колеблящихся в одинаковой фазе называют волновой поверхностъю. Эту поверхность можно провести через любую точку пространнства, в которой есть волновой процесс. Таким образом, волновых поверхностей множество, а волновой фронт один.Волновая поверхность неподвижна, фронт перемещается.

В постейшем случае волновая поверхность и фронт имеют форму сферы и плоскости. Волна тогда называется сферической или плоской. В сферической волне волновые поверхности-концентрические сферы,

в плоской - параллельные плоскости.

Рассмотрим случай, когда плоская волна распространнняется вдоль оси . Все точки с определенной координатой имеют одинаковые фазы (при разных и ). На рис -смещение точек с разными в некоторый момент времени , т.е. при = const.

Рис.8,1

 

С течением времени кривая перемещается вдоль оси .Такой график можно строить как для поперечних так и для продольных волн. При этом

-длина волны, , где -скорость распространения волны.