Продольные и поперечные волны. Уравнение волны

Упругими волнами – это процесс распространения колебаний в упругой среде.

Упругие волны бывают продольные и поперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, в поперечных — в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны.

Продольные волны могут возбуждаться в средах, в которых возникают упругие силы при деформации сжатия и растяжения, т. е. твердых, жидких и газообразных телах. Поперечные волны могут возбуждаться в среде, в которой возникают упругие силы при деформации сдвига, т. е. в твердых телах; в жидкостях и газах возникают только продольные волны, а в твердых телах — как продольные, так и поперечные.

Уравнение волны и основные характеристики

– уравнение волны

волна распространяется вдоль ось Ох.

k- волновое число, оно показывает сколько раз укладывается х в нем.

- длина волны

Длина волны – это минимальное расстояние между точками, которые колеблются в одинаковой фазе.

- скорость распространения волны

- частота колебаний

- циклическая частота

Т – период колебания

18. Энергетические характеристики волны. Поток энергии, вектор Умова
с тетради

Плотность потока энергии называют также интенсивностью волны.

В векторной форме:

.

Плотность потока энергии, переносимого волной, можно рассматривать как вектор, совпадающий по направлению с вектором скорости волны.

Вектор , показывающий направление распространения волны и равный потоку энергии, проходящему через единичную площадку, перпендикулярную этому направлению, называют вектором Умова:

.

Вектор Умова для упругой волны зависит от плотности среды, квадрата амплитуды колебания частиц, квадрата частоты колебаний и скорости распространения волны.

Николай Алексеевич Умов (1846-1915) является исследователем потока энергии. Идеи о движении энергии были изложены в его диссертации "Уравнения движения энергии в телах", защищенной им в 1874 году на физико-математическом факультете Московского университета. И только через десять лет к таким же выводам о движении энергии пришел английский физик Пойнтинг. Имя Умова вошло в историю физики.