Wave proces. Obecné představy o vlnových procesech. Teorie vlnových procesů

Vlny nás obklopují všude, protože žijeme ve světě hnutí a zvuků. Jaká je povaha vlnového procesu, jaká je podstata teorie vlnových procesů? Zvažme to v příkladech pokusů.

Koncepce vln ve fyzice

Společným pojmem pro mnoho procesů je přítomnost zvuku. Definice zvuku je výsledkem rychlých oscilačních pohybů, které jsou vytvářeny vzduchem nebo jiným médiem vnímány našimi sluchovými orgány. Pokud známe tuto definici, můžeme přistoupit k úvaze o pojetí "vlnového procesu". Existuje řada experimentů, které nám umožňují vizuálně zkoumat tento jev.

Studované vlnové procesy ve fyzice mohou být pozorovány ve formě radiových vln, zvukových vln, kompresních vln s použitím hlasových kabelů. Rozšiřovali se vzduchem.

Chcete-li vizualizovat koncept v louži, hodit kámen a charakterizovat šíření efektů. Toto je příklad gravitační vlna. Vyskytuje se kvůli zvedání a spouštění kapaliny.

Akustika

Celý úsek je věnován studiu vlastnictví zvuku ve fyzice, který se nazývá "Akustika". Uvidíme, co charakterizuje. Zaměřujeme se na jevy a procesy, ve kterých vše ještě není jasné, na problémy, které čekají na vyřešení.

Akustika, stejně jako jiné části fyziky, stále má mnoho nevyřešených záhad. Musí být ještě otevřeny. Nyní považujeme proces vln v akustice.

Zvuk

Tento koncept je spojen s přítomností vibračních pohybů, které jsou vytvářeny částicemi média. Zvuk je série oscilačních procesů spojených s výskytem vln. V procesu tvorby v médiu kompresí a výbojů vzniká vlnový proces.

Parametry vlnových délek závisí na povaze prostředí, ve kterém dochází k oscilačním procesům. Prakticky všechny jevy, které se vyskytují v přírodě, jsou spojeny s přítomností zvukových vibrací a zvukových vln, které se šíří v médiu.

Příklady určení vlnového procesu v přírodě

Tyto pohyby mohou informovat o jevu vlnového procesu. Vysokofrekvenční zvukové vlny se mohou šířit například tisíci kilometry, pokud dojde k erupci sopečného záření.

Když při zemětřesení dochází k silným akustickým a geoakustickým kmitům, které mohou být registrovány speciálními přijímači zvuku.

Při podmořském zemětřesení je zajímavý a hrozný jev - tsunami, což je obrovská vlna, která se objevila při silném podzemním nebo podvodním projevu prvků.

Díky akustice můžete získat informace o tom, co se blíží k tsunami. Mnoho z těchto jevů je již dlouho známo. Ale až dosud některé koncepty fyziky vyžadují pečlivé studium. Proto, aby studovali hádanky, které dosud nebyly odhaleny, přijdou zvukové vlny k záchraně.

Teorie tektoniky

Ve století XVII se zrodila "hypotéza katastrof". V té době nebyly pojmy "elementární" a "pravidelnost" příbuzné. Pak zjistili, že věk dna světového oceánu je mnohem mladší než země, a tento povrch je neustále aktualizován.

Právě v tomto okamžiku se díky novému pohledu na zemi šílená hypotéza vyvinula do teorie "tektoniky litosférických desek", která uvádí, že se zemský plášť pohybuje a pevnost plave. Takový proces je jako pohyb věčného driftu ledu.

Pro pochopení popsaného procesu je důležité zbavit se stereotypů a obvyklých názorů, abyste si uvědomili další druhy bytí.

Další úspěchy vědy

Geologický život na zemi má svůj čas a stav hmoty. Věda dokázala obnovit podobnost. Na dně oceánu dochází k nepřetržitému pohybu, při kterém dochází k roztržení a tvorbě vyvýšených hřebenů, kdy se na povrch vynoří nová látka z hlubin země a postupně se ochladí.

V této době dochází na pobřežních procesech, když na povrchu zemského pláště vznášejí obrovské desky litosféry - horní kamenná skořápka země, která nese kontinenty a mořské dno.

Počet těchto desek je asi deset. Plášť je neklidný, takže se litosférické desky začnou pohybovat. V laboratoři má tento proces vzhled elegantního zážitku.

V přírodě to ohrožuje geologickou katastrofu - zemětřesení. Důvod pohyby litosférických desek jsou globální procesy konvekce, které se vyskytují v hlubinách země. Výsledkem bude tsunami.

Japonsko

Mezi jinými seismicky nebezpečnými oblastmi země zaujímá Japonsko zvláštní místo, tento řetězec ostrovů se nazývá "ohnivý pás".

Po pečlivém sledování dechu zemské pevnosti je možné předpovědět katastrofickou katastrofu. Pro studium oscilačních procesů bylo do země zaváděno vrtné zařízení s nadměrnou hloubkou. To proniklo do hloubky 12 km a umožnilo vědcům vyvodit závěry o přítomnosti některých skal v zemi.

Rychlost elektromagnetické vlny je studována na hodinách fyziky v 9. ročníku. Ukažte zkušenosti s váhy umístěnými ve stejné vzdálenosti od sebe. Jsou spojeny stejnými prameny obvyklého druhu.

Pokud přesáhnete první váhu napravo na určitou vzdálenost, druhá zůstane na nějaké chvíli ve stejné pozici, ale pružina již začíná kontrahovat.

Definice pojmu "vlna"

Vzhledem k tomu, že k takovému procesu došlo, vznikla elastická síla, která by tlačila druhou hmotnost. Získá zrychlení, po určité době zrychlí rychlost, pohybuje se tímto směrem a stlačí pružinu mezi druhou a třetí hmotností. Na druhou stranu se třetí zrychlí, začne se zrychlovat, posune se a bude mít vliv na čtvrté jaro. A tak bude probíhat proces na všech prvcích systému.

V takovém případě bude posun druhého nákladu v čase nastal později než první. Vyšetřování vždy zaostává za důvodem.

Také posun druhého nákladu bude znamenat posun třetího nákladu. Tento proces má tendenci se šířit napravo.

Pokud se první náklad začal kolísat podle harmonického zákona, pak se tento proces rozšíří na druhou váhu, ale se zpožděnou reakcí. Následně, pokud provedete první kolísání zatížení, můžete dostat vibrace, které se v čase časem rozšíří. Toto je definice vlny.

Druhy vln

Představte si látku, která se skládá z atomů, jsou:

• mít hmotu - jak to naznačuje zkušenost váhy;
• spojit se navzájem, vytvářet pevné tělo chemickými vazbami (jak je popsáno v experimentu s pružinou).

Z toho vyplývá, že látka je systém, který se podobá modelu ze zkušenosti. Může být distribuován mechanická vlna. Tento proces je spojen s výskytem elastických sil. Takové vlny se často nazývají "elastické".

Existují dva typy elastických vln. Chcete-li je určit, můžete trvat dlouhou jar, opravit ji na jedné straně a napnout doprava. Takže vidíte směr šíření vlny - podél pružiny. Části média jsou přesunuty ve stejném směru.

V takové vlně se povaha směru oscilace částic shoduje se směrem šíření vlny. Tento koncept se nazývá "podélná vlna".

Pokud natáhnete pružinu a poskytnete jí čas na odpočinek a poté výrazně změní polohu ve svislém směru, bude vidět, že vlna se šíří podél pružiny a opakovaně se odráží.

Ale směr oscilace částic je nyní vertikální a šíření vlny je horizontální. Toto je příčná vlna. Může existovat pouze v pevných látkách.

Rychlost elektromagnetických vln různého druhu je odlišná. Tato vlastnost je úspěšně používána seismologists k určení vzdálenosti k zemětřesení foci.

Když se vlna šíří, dochází k vibracím částic podél nebo napříč, ale to není doprovázeno přenosem hmoty, ale pouze pohybem. Takto je uvedeno v učebnici "Fyzika" 9.

Charakteristika vlnové rovnice

Vlnová rovnice ve fyzikální vědě je druh lineární hyperbolické diferenciální rovnice. Používá se také pro jiné oblasti, které pokrývají teoretické znalosti fyzika. To je jedna z rovnic, která matematická fyzika platí pro výpočty. Zejména jsou popsány gravitační vlny. Používají se k popisu procesů:

• v akustice, zpravidla lineární typ;
• v elektrodynamice.

Wave procesy jsou zobrazeny ve výpočtu pro vícerozměrný případ homogenní vlnové rovnice.

Rozdíl mezi vlnou a fluktuací

Úžasné objevy vycházejí z meditací na běžném jevu. Galileo vzal rytmus svého srdce za standardní dobu. Byla tedy objevena stálost oscilačního procesu kyvadla - jedním z hlavních ustanovení mechaniky. Je to absolutně jen pro matematické kyvadlo - ideální oscilační systém, který je charakterizován:

• rovnovážná pozice;
• síla, která vrací těleso do rovnovážné polohy, když se odchýlí;
• přechody energie v případě oscilace.

K odstranění systému z rovnováhy je nutná podmínka výskytu kmitání. V tomto případě je hlášena určitá energie. Různé oscilační systémy vyžadují různé druhy energie.

Oscilace je proces, který se vyznačuje konstantním opakováním pohybů nebo stavů systému v určitých časových obdobích. Jasnou ukázkou oscilačního procesu je příklad kyvného kyvadla.

Oscilační a vlnové procesy jsou pozorovány téměř ve všech přírodních jevech.

Vlna má funkci rušení nebo změny stavu média propagovaného v prostoru a přenášení energie bez nutnosti nést látku. Jedná se o charakteristickou vlastnost vlnových procesů, které byly dlouhou dobu studovány ve fyzice. Při zkoumání můžete určit vlnovou délku.

Zvuková vlna může existovat ve všech sférách, nejsou přítomné pouze ve vakuu. Elektromagnetické vlny mají zvláštní vlastnosti. Mohou existovat všude, dokonce i ve vakuu.

Energie vlny závisí na její amplitudě. Kruhová vlna šířící se ze zdroje rozptýlí energii ve vesmíru, takže její amplituda rychle klesá.

Lineární vlna má zajímavé vlastnosti. Jeho energie se v prostoru nerozptýlí, takže amplituda takových vln se snižuje pouze díky třecí síle.

Směr šíření vln je představován čarami, které jsou kolmé k přední části vlny.

Úhel mezi dopadajícím paprskem a normálem je úhel dopadu. Mezi normálním a odraženým paprskem je úhel odrazu. Rovnost těchto úhlů je zachována pro jakoukoli polohu bariéry vzhledem k přední straně vlny.

Když se vlny setkají v opačném směru, může se tvořit stojatá vlna.

Výsledky

Částice média mezi sousedními uzly stojaté vlny oscilují ve stejné fázi. Jedná se o parametry vlnového procesu fixované v vlnových rovnicích. Když se vlny setkávají, lze pozorovat jak nárůst, tak pokles jejich amplitud.

Pokud znáte základní charakteristiky průběhu vlny, můžete určit amplitudu výsledné vlny v daném bodě. Zjistíme, v jaké fázi se vlna z prvního a druhého zdroje dostane do tohoto bodu. A fáze jsou opačné.

Je-li rozdílem cesty lichý počet polovičních vln, amplituda výsledné vlny v tomto okamžiku bude minimální. Pokud je rozdílova dráha nula nebo celočíselný počet vlnových délek, pozoruje se v místě setkání nárůst amplitudy výsledné vlny. To je interferenční vzor když jsou vlny přidány ze dvou zdrojů.

Frekvence elektromagnetických vln je pevná v moderních technologiích. Přijímající zařízení by mělo zaznamenávat slabé elektromagnetické vlny. Pokud umístíte reflektor, bude přijímač přijímat více energetických vln. Systém reflektorů je nastaven tak, aby vytvořil maximální signál na přijímacím zařízení.

Charakteristiky vlnového procesu jsou základem moderních konceptů povahy světla a struktury hmoty. Když je tedy studuje podle učebnice fyziky 9. třídy, může se úspěšně naučit řešit problémy z oblasti mechaniky.