Принцип суперпозиции.( наложение волн)



При распространении в линейной среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частицы среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

Интерференция волн.Когерентныеволны.Стоячие волны.

Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов называют когерентностью.

Волны называются когерентными, если разность их фаз остается постоянной во времени.

Очевидно, что ими могут быть волны, имеющие одинаковую частоту. При наложении в пространстве 2 или нескольких когерентных волн в разных его точках получается усиление или ослабление результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих воли. Это явление называется интерференцией волн.

Запишем уравнение колеб. для 2 когерентных волн

Амплитуда результирующей волны в точке В равна

Так как для когерентных источников разность начальных фаз (1 – j2) = const, то результат наложения двух волн в различных точках зависит от величины

 = r1 – r2, называемой разностью хода волн.

В точках, где

(1)

наблюдается интерференционный максимум: амплитуда результирующего колебания А=A0/r1 + A0/r2. В точках, где

(2)

наблюдается интерференционный минимум: амплитуда результирующего колебания А=|A0/r1+A0/r2|; m=0, 1, 2, ..., называется соответственно порядком интерференционного максимума или минимума.

Условия (1) и (2) сводятся к тому, что

Частным случаем интерференции являются стоячие волны - волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу волн с одинаковыми амплитудами и частотами, а ещё с одинаковой поляризацией.

Уравнение бегущей волны, распространяющейся вдоль положительного направления оси х (т.е. уравнение падающей волны):

(1)

Уравнение бегущей волны, распространяющейся в отрицательном направлении оси х (т.е. уравнение отраженной волны):

(2)

Сложив (1) и (2) получим уравнение стоячей волны:

Стоячая волна энергию не переносит, т.к. падаюшая и отраженная волны одинаковой амплитуды несут одинаковую энергию в противоположных направлениях. Поэтому полная энергия результирующей стоячей волны, заключенной между узлами остается постоянной.

Звуковые волны.Интенсивностьзвука.Областьслышимости.Ультразвук и его применение.

Звуковыми волнами или акустическими волнами называются распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16-20 000 Гц.

Волны, указанных частот, воздействуя на слуховой аппарат человека вызывают ощущение звука.

Волны с частотами <16 Гц- инфразвуковые, а волны с частотой >20 000 Гц- ультразвуковые.

Интенсивностыо звука (или силой звука) называется величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной в единицу времени сквозь единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны:

Единица интенсивности звука в СИ — ватт на метр в квадрате (Вт/м2).

Для каждой частоты колебаний существуют наименьшая (порог слышимости) и наибольшая ( болевой порог) интенсивности звука, которые способны вызвать звуковое восприятие.

Если интенсивность звука является величиной, объективно характеризующей волновой процесс, то субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты.

- громкость звука

где L называется уровнем интенсивности звука и выражается в белах (в честь изобретателя телефона Белла). Обычно пользуются единицами, в 10 раз меньшими, — децибелами (дБ).

Источником звука может быть всякое тело, колеблющееся в упругой среде со звуковой частотой.

Для генерации ультразвука используют в основном 2 явления:

1)Обратный пьезоэлектрический эффект – возникновение деформации в вырезанной определенным образом кварцевой пластинке под действием электрического поля.

2)Магнитострикция - возникновение деформации в ферромагнетиках под действием магнитного поля.


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 655; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!