Хвилі, в яких коливання відбуваються вздовж тієї ж прямої, що і її поширення, називають поздовжніми

Коли у ланцюжку виникає поперечна хвиля (рис.7), то на ньому утворюються горбочки і западинки. Відстань між сусідніми горбочками така сама, як між сусідніми западинками – довжина хвилі. Якщо ж у цьому ж ланцюжку виникає поздовжня хвиля (рис.40), то ланцюжок залишається прямим, але в ньому утворюються згущення та розрідження. Відстань між сусідніми згущеннями та сусідніми розрідженнями також дорівнює довжині хвилі. Тобто, вздовж поперечної хвилі переміщуються горбочки та западинки, а вздовж поздовжньої – згущення та розрідження.

Ви вже звернули увагу, що для виникнення хвилі у речовині потрібна її деформація, оскільки без неї з’явиться сила пружності.

Для виникнення поздовжньої хвилі необхідна деформація розтягування або стискання. Така деформація можлива у твердому, рідкому та газоподібному стані речовини. Тому поздовжні хвилі поширюються у будь-якому середовищі.

Для виникнення ж поперечної хвилі необхідна деформація іншого виду – деформація зсуву (рис. 8). Такий вид деформації можливий тільки у твердих тілах.

Рис. 8

Тому поперечні хвилі можуть виникати та поширюватися тільки у твердих середовищах.

Графік хвилі. Графік коливань показує, як змінюється координата однієї коливної точки з часом. У хвилі ж коливаються усі точки, що її утворюють, тому графік хвилі відображає залежність координат усіх точок хвилі від їх місця у хвилі (рис.9).

Вздовж осі ординат відкладаються значення відхилення х кожної точки від її положення рівноваги, а вздовж осі абсцис – відстань тієї чи іншої точки від джерела хвилі.

Хвилі та енергія. Вивчаючи коливальних рух, ви дізналися про те, що з коливаннями пов’язана енергія. Значення цієї енергії пропорційне квадрату амплітуди коливань. Тепер вам уже відомо, що хвиля уявляє собою поширення коливань у просторі, тому разом з коливаннями хвилею переноситься і енергія. Носії ж енергії – коливні частинки, з хвилею не переносяться.

Таким чином, головною властивістю хвиль є те, що вони переносять енергію, але не переносять речовину.

Запитання для самоперевірки:

1 Який рух називають коливальним?

2 Умови виникнення вільних коливань.

3 Що називають математичним маятником?

4 Зв’язок між періодом і частотою коливань.

5 Чому вільні коливання є згасаючими?

6 Які перетворення енергії відбуваються під час коливань?

7 В якому положенні кінетична енергія коливального тіла має максимальне значення?

8 В якому положенні коливального тіла потенціальна енергія має максимальне значення?

9 Від чого залежить повна енергія коливань?

10 За якою формулою можна визначити повну енергії коливань у будь-який момент часу?

11 Що називають резонансом?

12 Наведіть приклади позитивного прояву резонансу.

13 Наведіть приклади негативного впливу резонансу.

14 Що називають хвилею?

Тема 10.1. Коливальний контур. Виникнення електромагнітних коливань у коливальному контурі. (4 год.)

Мета: з’ясувати механізм виникнення вільних електричних коливань й енергетичних перетворень в коливальному контурі, пояснити процеси, що відбуваються у контурі, створити їх математичну модель; розвивати вміння аналізувати, порівнювати, робити висновки, працювати з науковою літературою; виховувати інтерес до предмету.

План.

1 Вільні та вимушені електричні коливання.

2 Коливальний контур.

3 Аналогія між механічними та електричними коливаннями.

4 Вільні коливання в контурі.

5 Електричний резонанс.