Примеры проявления и использования волновых явлений

Волна – изменение состояния среды или физического поля (возмущение), распространяющееся либо колеблющееся в пространстве и времени или в фазовом пространстве.

Волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой физической величины – например, плотности вещества, напряжённости электрического поля, температуры (рис. 10.1).

Рисунок 10.1 – Колебания частиц среды при волновом процессе

По своему характеру волны подразделяют на:

v по признаку распространения в пространстве: стоячие, бегущие.

v по характеру волны: колебательные, уединённые (солитоны).

v по типу волн: поперечные, продольные, смешанного типа.

v по законам, описывающим волновой процесс: линейные, нелинейные.

v по свойствам субстанции: волны в дискретных структурах, волны в непрерывных субстанциях.

v по геометрии: сферические (пространственные), одномерные (плоские), спиральные.

Отличие колебания от волны. Бегущие волны, как правило, способны удаляться на значительные расстояния от места своего возникновения (по этой причине волны иногда называют «колебанием, оторвавшимся от излучателя»).

В основном физические волны не переносят материю, но возможен вариант, где происходит волновой перенос именно материи, а не только энергии. Такие волны способны распространяться сквозь абсолютную пустоту. Примером таких волн может служить нестационарное излучение газа в вакуум, волны вероятности электрона и других частиц, волны горения, волны химической реакции, волны плотности реагентов, волны плотности транспортных потоков.

Создавая теорию света, Христиан Гюйгенс в 1690 г. систематизировал и обобщил основные понятия теории волн.