A mechanikai hullám átadódik. Mechanikai hullámok: forrás, tulajdonságok, képletek

Hullám– az oszcillációk terjedésének folyamata rugalmas közegben.

mechanikai hullám– térben terjedő és energiát hordozó mechanikai zavarok.

Hullámtípusok:

hosszanti - a közeg részecskéi a hullámterjedés irányában oszcillálnak - minden rugalmas közegben;

x

oszcilláció iránya

a környezet pontjai

keresztirányú - a közeg részecskéi a hullámterjedés irányára merőlegesen oszcillálnak - a folyadék felületén.

x

A mechanikai hullámok típusai:

rugalmas hullámok - rugalmas deformációk terjedése;

hullámok a folyadék felszínén.

A hullám jellemzői:

Legyen A oszcilláló a törvény szerint:
.

Ekkor B szögnyi késéssel oszcillál
, ahol
, azaz

Hullámenergia.

egy részecske összenergiája. Ha részecskékN, akkor hol - epszilon, V - térfogat.

Epsilon– a hullám egységnyi térfogatára jutó energia – térfogati energiasűrűség.

A hullámenergia fluxus megegyezik a hullámok által adott felületen átvitt energia és az átvitel időtartamának arányával:
, watt; 1 watt = 1J/s.

Energiaáram-sűrűség – Hullámintenzitás- egységnyi területen áthaladó energia - érték, amely megegyezik a hullám által egységnyi idő alatt átadott átlagos energiával a keresztmetszet egységnyi területén.

[W/m2]

.

Umov vektor– a hullámterjedés irányát mutató I. vektor és egyenlő az áramlással az erre az irányra merőleges egységnyi területen áthaladó hullámenergia:

.

A hullám fizikai jellemzői:

Rezgés:

1. amplitúdó

Hullám:

1. hullámhossz

   hullámsebesség

   intenzitás

Összetett oszcillációk (relaxáció) - különbözik a szinuszostól.

Fourier transzformáció- bármely összetett periodikus függvény több egyszerű (harmonikus) függvény összegeként ábrázolható, amelyek periódusai a komplex függvény periódusának többszörösei - ez a harmonikus elemzés. Az elemzőkben fordul elő. Az eredmény egy komplex rezgés harmonikus spektruma:

DE

0

Hang - rezgések és hullámok, amelyek az emberi fülre hatnak és hallásérzést okoznak.

A hangrezgések és hullámok a mechanikai rezgések és hullámok speciális esetei. A hangok fajtái:

hangok- hang, amely periodikus folyamat:

1. egyszerű - harmonikus - hangvilla

   összetett - anharmonikus - beszéd, zene

Egy összetett hangnem egyszerű hangokra bontható. Az ilyen dekompozíció legalacsonyabb frekvenciája az alaphang, a fennmaradó harmonikusok (felhangok) frekvenciája 2 és mások. A relatív intenzitásukat jelző frekvenciák halmaza az akusztikus spektrum.

Zaj - komplex, nem ismétlődő időfüggő hangzás (suhogás, csikorgás, taps). A spektrum folyamatos.

A hang fizikai jellemzői:

A hallásérzékelés jellemzői:

Magasság a hanghullám frekvenciája határozza meg. Minél magasabb a frekvencia, annál magasabb a hangszín. A nagyobb intenzitású hang alacsonyabb.

Hangszín– az akusztikus spektrum határozza meg. Minél több hangszín, annál gazdagabb a spektrum.

Hangerő- a hallásérzés szintjét jellemzi. Hangintenzitástól és frekvenciától függ. Pszichofizikai Weber-Fechner törvény: ha fokozza az irritációt geometriai progresszió(ugyanannyiszor), akkor ennek az irritációnak az érzése fokozódik aritmetikai progresszió(ugyanannyival).

, ahol E a hangosság (fonokban mérve);
- intenzitási szint (belben mérve). 1 bel - az intenzitásszint változása, ami a hangintenzitás 10-szeres változásának felel meg K ​​- arányossági együttható, frekvenciától és intenzitástól függ.

A hangerősség és a hang intenzitása közötti kapcsolat az egyenlő hangerőgörbék, kísérleti adatokra építve (1 kHz-es frekvenciájú hangot hoznak létre, addig változtatják az intenzitást, amíg a vizsgált hang hangerejének érzetéhez hasonló hallási érzet nem keletkezik). Az intenzitás és a frekvencia ismeretében meg lehet találni a hátteret.

Audiometria- hallásélesség mérési módszer. A műszer egy audiométer. A kapott görbe egy audiogram. Meghatározzák és összehasonlítják a hallásérzékelés küszöbét különböző frekvenciákon.

Zajmérő - zajszint mérés.

A klinikán: auskultáció - sztetoszkóp / fonendoszkóp. A fonendoszkóp egy üreges kapszula membránnal és gumicsövekkel.

Fonokardiográfia - a hátterek és a szívzörejek grafikus rögzítése.

Ütőhangszerek.

Ultrahang– mechanikai rezgések és hullámok 20 kHz feletti frekvenciájú 20 MHz-ig. Az ultrahang emitterek piezoelektromos hatáson alapuló elektromechanikus sugárzók ( váltakozó áram az elektródákhoz, amelyek között - kvarc).

Az ultrahang hullámhossza kisebb, mint a hang hullámhossza: 1,4 m - hang vízben (1 kHz), 1,4 mm - ultrahang vízben (1 MHz). Az ultrahang jól tükröződik a csont-periosteum-izom határán. Az ultrahang nem hatol be az emberi testbe, ha nincs olajjal (levegőréteg) kenve. Az ultrahang terjedési sebessége a környezettől függ. Fizikai folyamatok: mikrovibrációk, biomakromolekulák pusztulása, biológiai membránok átstrukturálása és károsodása, termikus hatás, sejtek és mikroorganizmusok elpusztítása, kavitáció. A rendelőben: diagnosztika (encefalográf, kardiográf, ultrahang), fizioterápia (800 kHz), ultrahangos szike, gyógyszeripar, osteosynthesis, sterilizálás.

infrahang– 20 Hz-nél kisebb frekvenciájú hullámok. Káros hatás - rezonancia a szervezetben.

rezgések. Hasznos és káros cselekvés. Masszázs. vibrációs betegség.

Doppler effektus– a megfigyelő (hullámvevő) által észlelt hullámok frekvenciájának változása a hullámforrás és a megfigyelő egymáshoz viszonyított mozgása miatt.

1. eset: N megközelíti I.

2. eset: És közeledik N.

3. eset: I és H megközelítése és távolsága egymástól:

Rendszer: ultrahangos generátor - vevő - a közeghez képest mozdulatlan. A tárgy mozog. Az ultrahangot frekvenciával fogadja
, tükrözi, elküldi a vevőnek, amely ultrahanghullámot fogad egy frekvenciával
. Frekvencia különbség - Doppler frekvenciaeltolás:
. A véráramlás sebességének, a szelepek mozgási sebességének meghatározására szolgál.

A hullám létezéséhez szükség van egy rezgésforrásra és egy anyagi közegre vagy mezőre, amelyben ez a hullám terjed. A hullámok a legkülönfélébb természetűek, de hasonló törvényeknek engedelmeskednek.

Fizikai természeténél fogva megkülönböztetni:

A zavarok irányultsága szerint megkülönböztetni:

Hosszanti hullámok - A részecskék elmozdulása a terjedési irány mentén történik; szükséges, hogy a közegben rugalmas erő legyen a tömörítés során; bármilyen környezetben terjeszthető. Példák: hang hullámok

Keresztirányú hullámok - A részecskék elmozdulása a terjedési irány mentén történik; csak rugalmas közegben terjedhet; szükséges, hogy a közegben nyírórugalmas erő legyen; csak szilárd közegben (és két közeg határán) terjedhet. Példák: rugalmas hullámok egy húrban, hullámok a vízen

Az időfüggőség természete szerint megkülönböztetni:

rugalmas hullámok - rugalmas közegben terjedő mechanikai elmozdulások (deformációk). A rugalmas hullámot ún harmonikus(szinuszos), ha a neki megfelelő közeg rezgései harmonikusak.

futó hullámok - Hullámok, amelyek energiát hordoznak a térben.

A hullámfelület alakja szerint : sík, gömb, hengeres hullám.

hullámfront azoknak a pontoknak a helye, ahová az oszcillációk eljutottak jelen pillanat idő.

hullámfelület- egy fázisban oszcilláló pontok lokusza.

Hullám jellemzői

Hullámhossz λ - az a távolság, amelyen a hullám a rezgés periódusával megegyező idő alatt terjed

A hullám amplitúdója - a részecskék rezgésének amplitúdója egy hullámban

Hullámsebesség v - perturbációk terjedési sebessége a közegben

Hullám periódus T - oszcillációs periódus

Hullámfrekvencia ν - az időszak reciproka

Utazó hullám egyenlet

A haladó hullám terjedése során a közeg zavarai a tér következő pontjait érik el, miközben a hullám energiát és lendületet ad át, de anyagot nem (a közeg részecskéi a térben ugyanazon a helyen tovább oszcillálnak).

ahol v- sebesség , φ 0 - kezdeti fázis , ω – ciklikus frekvencia , A– amplitúdó

A mechanikai hullámok tulajdonságai

1. hullám tükröződés – bármilyen eredetű mechanikai hullámok képesek visszaverődni két közeg közötti interfészről. Ha egy közegben terjedő mechanikai hullám akadályba ütközik az útjában, az drámai módon megváltoztathatja viselkedésének természetét. Például két különböző adathordozó közötti interfészen mechanikai tulajdonságok a hullám részben visszaverődik, és részben behatol a második közegbe.

2. A hullámok fénytörése – a mechanikai hullámok terjedése során megfigyelhető a fénytörés jelensége is: a mechanikai hullámok terjedési irányának változása az egyik közegből a másikba való átmenet során.

3. Hullámdiffrakció – hullám eltérése egyenes vonalú terjedés, vagyis az akadályok körül meghajolnak.

4. Hullám interferencia – két hullám hozzáadása. Olyan térben, ahol több hullám terjed, ezek interferenciája a rezgési amplitúdó minimális és maximális értékével rendelkező régiók megjelenéséhez vezet.

Mechanikai hullámok interferencia és diffrakciója.

Egy gumiszalagon vagy húron futó hullám egy rögzített végről visszaverődik; ez ellentétes irányban haladó hullámot hoz létre.

Ha a hullámokat egymásra helyezzük, akkor az interferencia jelensége figyelhető meg. Az interferencia jelensége koherens hullámok egymásra helyezésekor jelentkezik.

összefüggő hívotthullámokazonos frekvenciájú, állandó fáziskülönbséggel, és a rezgések ugyanabban a síkban történnek.

interferencia az oszcillációk kölcsönös erősödésének és gyengülésének időben állandó jelenségének nevezzük különböző pontokat közeg koherens hullámok szuperpozíciójának eredményeként.

A hullámok szuperpozíciójának eredménye attól függ, hogy a rezgések mely fázisokban helyezkednek el egymásra.

Ha az A és B forrásból származó hullámok ugyanabban a fázisban érkeznek a C pontba, akkor az oszcillációk növekedni fognak; ha ellentétes fázisban van, akkor az oszcilláció gyengül. Ennek eredményeként a térben a fokozott és gyengített oszcilláció váltakozó régióinak stabil mintázata jön létre.

Maximális és minimális feltételek

Ha az A és B pont rezgései fázisban egybeesnek és egyenlő amplitúdójúak, akkor nyilvánvaló, hogy a C pontban keletkező elmozdulás a két hullám útja közötti különbségtől függ.

Maximális feltételek

Ha e hullámok útjai közötti különbség egész számú hullám (azaz páros számú félhullám) egyenlő Δd = kλ , ahol k= 0, 1, 2, ..., akkor ezeknek a hullámoknak a szuperpozíciós pontjában interferenciamaximum jön létre.

Maximális állapot :

A = 2x0.

Minimális állapot

Ha ezeknek a hullámoknak az útkülönbsége egyenlő páratlan számú félhullámmal, akkor ez azt jelenti, hogy az A és B pontból érkező hullámok ellenfázisban érkeznek a C pontba, és kioltják egymást.

Minimális feltétel:

A keletkező rezgés amplitúdója A = 0.

Ha Δd nem egyenlő a félhullámok egész számával, akkor 0< А < 2х 0 .

Hullámok diffrakciója.

Az akadályok egyenes vonalú terjedésétől való eltérés és hullámok általi lekerekítés jelenségét úndiffrakció.

A hullámhossz (λ) és az akadály mérete (L) közötti kapcsolat határozza meg a hullám viselkedését. A diffrakció akkor a legkifejezettebb, ha a beeső hullámhossz több méretben akadályokat. A kísérletek azt mutatják, hogy diffrakció mindig létezik, de az adott feltétel mellett észrevehetővé válik d<<λ , ahol d az akadály mérete.

A diffrakció bármilyen jellegű hullám közös tulajdonsága, amely mindig előfordul, de megfigyelésének feltételei eltérőek.

A víz felszínén egy hullám egy kellően nagy akadály felé terjed, ami mögött árnyék képződik, azaz. hullámfolyamat nem figyelhető meg. Ezt az ingatlant a kikötők hullámtörőinek építésénél használják. Ha az akadály mérete összemérhető a hullámhosszal, akkor az akadály mögött hullám lesz. Mögötte a hullám úgy terjed, mintha semmi akadálya nem lenne, i.e. hullám diffrakció figyelhető meg.

Példák a diffrakció megnyilvánulására . Hangos beszélgetést hallani a ház sarkán, hangokat az erdőben, hullámokat a víz felszínén.

állóhullámok

állóhullámok A direkt és a visszavert hullámok összeadásával jönnek létre, ha azonos frekvenciájúak és azonos amplitúdójúak.

A két végén rögzített húrban összetett rezgések keletkeznek, amelyek szuperpozíció eredményének tekinthetők ( szuperpozíciók) két ellentétes irányba terjedő hullám, amelyek a végein visszaverődést és visszaverődést tapasztalnak. A két végén rögzített húrok rezgései létrehozzák az összes húros hangszer hangját. Nagyon hasonló jelenség fordul elő a fúvós hangszerek, így az orgonasípok hangjával is.

húr rezgések. A két végén rögzített feszített húrban, amikor keresztirányú rezgések gerjesztődnek, állóhullámok , és a csomóknak azokon a helyeken kell elhelyezkedniük, ahol a húr rögzítve van. Ezért a húr izgatott észrevehető intenzitás csak olyan rezgések, amelyek hullámhosszának fele egész számú alkalommal illeszkedik a húr hosszára.

Ez magában foglalja a feltételt

A hullámhosszak a frekvenciáknak felelnek meg

n = 1, 2, 3...Frekvenciák vn hívott természetes frekvenciák húrok.

Harmonikus rezgések frekvenciákkal vn hívott saját vagy normál rezgéseket . Harmonikusoknak is nevezik őket. Általában egy húr rezgése különböző harmonikusok szuperpozíciója.

Állóhullám egyenlete :

Azokon a pontokon, ahol a koordináták kielégítik a feltételt (n= 1, 2, 3, ...), a teljes amplitúdó megegyezik a maximális értékkel - ez antinódusok álló hullám. Antinódus koordináták :

Olyan pontokban, amelyek koordinátái kielégítik a feltételt (n= 0, 1, 2,…), a teljes oszcillációs amplitúdó egyenlő nullával – ez csomópontokálló hullám. Csomópont koordináták:

Állóhullámok kialakulása akkor figyelhető meg, ha a haladó és a visszavert hullámok interferálnak. Azon a határon, ahol a hullám visszaverődik, anticsomópontot kapunk, ha a közeg, amelyből a visszaverődés kevésbé sűrű (a), és csomót kapunk, ha sűrűbb (b).

Ha figyelembe vesszük utazó hullám , majd terjedésének irányába energia kerül átadásra oszcilláló mozgás. Mikor azonos nincs energiaátvitel állóhulláma , mert az azonos amplitúdójú beeső és visszavert hullámok ugyanazt az energiát viszik ellentétes irányban.

Állóhullámok keletkeznek például egy mindkét végén megfeszített húrban, amikor keresztirányú rezgések gerjesztődnek benne. Ezenkívül a rögzítések helyén állóhullám csomópontjai vannak.

Ha az egyik végén nyitott légoszlopban állóhullám jön létre (hanghullám), akkor a nyitott végén egy antinódus, a másik végén pedig csomó alakul ki.

hullám folyamat- az energiaátadás folyamata anyagátadás nélkül.

mechanikai hullám- rugalmas közegben terjedő perturbáció.

A rugalmas közeg jelenléte szükséges feltétele a mechanikai hullámok terjedésének.

Az energia és az impulzus átadása a közegben a közeg szomszédos részecskéi közötti kölcsönhatás eredményeként jön létre.

A hullámok hosszanti és keresztirányúak.

Longitudinális mechanikai hullám - olyan hullám, amelyben a közeg részecskéi a hullám terjedésének irányában mozognak. Keresztirányú mechanikai hullám - olyan hullám, amelyben a közeg részecskéi merőlegesen mozognak a hullám terjedésének irányára.

A longitudinális hullámok bármilyen közegben terjedhetnek. Gázokban és folyadékokban keresztirányú hullámok nem fordulnak elő, mivel azok

a részecskéknek nincsenek rögzített helyzetei.

Az időszakos külső hatás periodikus hullámokat okoz.

harmonikus hullám- a közeg részecskéinek harmonikus rezgései által keltett hullám.

Hullámhossz- az a távolság, amelyen keresztül a hullám terjed a forrásának rezgési időszakában:

mechanikai hullámsebesség- a perturbáció terjedési sebessége a közegben. A polarizáció a részecskék rezgési irányainak sorrendje a közegben.

A polarizáció síkja- az a sík, amelyben a közeg részecskéi rezegnek a hullámban. A lineárisan polarizált mechanikai hullám olyan hullám, amelynek részecskéi egy bizonyos irányban (vonal) oszcillálnak.

Polarizátor- egy bizonyos polarizációjú hullámot kibocsátó eszköz.

álló hullám- két egymás felé terjedő, azonos periódusú, amplitúdójú és polarizációjú harmonikus hullám szuperpozíciója eredményeként kialakuló hullám.

Állóhullám antinódusai- a maximális rezgésamplitúdójú pontok helyzete.

Állóhullám csomói- a hullám nem mozgó pontjai, amelyek rezgési amplitúdója nulla.

A végein rögzített húr l hosszára n egész szám keresztirányú állóhullám félhulláma illeszkedik:

Az ilyen hullámokat oszcillációs módoknak nevezzük.

Az n > 1 tetszőleges egész szám rezgésmódját n-edik harmonikusnak vagy n-edik felhangnak nevezzük. Az n = 1 rezgésmódot az első harmonikus vagy alapvető rezgésmódnak nevezzük. hang hullámok- rugalmas hullámok a közegben, amelyek hallásérzést okoznak az emberben.

A hanghullámoknak megfelelő rezgések frekvenciája a 16 Hz és 20 kHz közötti tartományba esik.

A hanghullámok terjedési sebességét a részecskék közötti kölcsönhatás átviteli sebessége határozza meg. A hangsebesség szilárd testben v p általában nagyobb, mint a folyékony v l hangsebesség, ami viszont meghaladja a v g gáz hangsebességét.

A hangjeleket hangmagasság, hangszín és hangerő szerint osztályozzák. A hang magasságát a hangrezgések forrásának frekvenciája határozza meg. Minél nagyobb az oszcillációs frekvencia, annál magasabb a hang; az alacsony frekvenciájú rezgések alacsony hangoknak felelnek meg. A hang hangszínét a hangrezgések formája határozza meg. Az azonos periódusú rezgések alakjának különbsége az alapmódus és a felhang eltérő relatív amplitúdóihoz kapcsolódik. A hangerőt a hangerősség szintje jellemzi. Hangintenzitás - az 1 m 2 területre eső hanghullámok energiája 1 másodperc alatt.

Hullámok. A hullámok általános tulajdonságai.

Hullám - ez egy energiát hordozó fizikai mennyiség változásának (perturbációjának) térben időbeni terjedésének jelensége.

A hullám természetétől függetlenül az energiaátadás anyagátadás nélkül történik; utóbbi csak mellékhatásként jelentkezhet. Energiaátvitel- az alapvető különbség a hullámok és az oszcillációk között, amelyekben csak "lokális" energiaátalakítások következnek be. A hullámok általában jelentős távolságra képesek eljutni származási helyüktől. Emiatt a hullámokat néha "" az emitterről levált rezgés».

A hullámok osztályozhatók

Természetéből adódóan:

Rugalmas hullámok - a rugalmas erők hatására folyékony, szilárd és gáznemű közegben terjedő hullámok.

Elektromágneses hullámok- az elektromágneses tér térben terjedő perturbációja (állapotváltozása).

Hullámok a folyadék felszínén- a folyadék és gáz, illetve a folyadék és a folyadék határfelületén fellépő különféle hullámok hagyományos neve. A vízen lévő hullámok az oszcilláció alapvető mechanizmusában (kapilláris, gravitációs stb.) különböznek egymástól, ami eltérő diszperziós törvényekhez vezet, és ennek következtében e hullámok eltérő viselkedéséhez.

A közeg részecskéinek lengési iránya tekintetében:

Hosszanti hullámok - a közeg részecskéi oszcillálnak párhuzamos a hullámterjedés irányában (mint például a hangterjedés esetében).

Keresztirányú hullámok - a közeg részecskéi oszcillálnak merőleges a hullámterjedés iránya (elektromágneses hullámok, hullámok a közegleválasztó felületeken).

a - keresztirányú; b - hosszanti.

vegyes hullámok.

A hullámfront geometriája szerint:

A hullámfelület (hullámfront) azoknak a pontoknak a helye, amelyekre a perturbáció egy adott időpillanatban elért. Homogén izotróp közegben a hullám terjedési sebessége minden irányban azonos, ami azt jelenti, hogy a front minden pontja ugyanabban a fázisban oszcillál, a front merőleges a hullámterjedés irányára, és az oszcilláció értékei mennyisége a front minden pontján azonos.

lakás hullám - fázissíkok merőlegesek a hullámterjedés irányára és párhuzamosak egymással.

gömbölyű hullám - az egyenlő fázisok felülete egy gömb.

Hengeres hullám - a fázisok felülete hengerre hasonlít.

Spirál hullám - akkor jön létre, ha a sugárzás során a hullám gömb- vagy hengeres forrása/forrásai egy bizonyos zárt görbe mentén mozognak.

síkhullám

Egy hullámot laposnak nevezünk, ha hullámfelületei egymással párhuzamos, a hullám fázissebességére merőleges síkok. = f(x, t)).

Tekintsünk egy sík monokromatikus (egyfrekvenciás) szinuszos hullámot, amely homogén közegben csillapítás nélkül terjed az X tengely mentén.

,ahol

A hullám fázissebessége a hullámfelület (front) sebessége,

- hullám amplitúdó - a változó érték egyensúlyi helyzettől való maximális eltérésének modulja,

– ciklikus frekvencia, T – rezgési periódus, – hullámfrekvencia (hasonló az oszcillációhoz)

k - hullámszám, jelentése térbeli frekvencia,

A hullám másik jellemzője az m hullámhossz, ez az a távolság, amelyen a hullám egy rezgési periódus alatt terjed, térbeli periódus jelentésű, ez a legrövidebb távolság az egy fázisban oszcilláló pontok között.

y

A hullámhosszt a hullámszámhoz viszonyítja a reláció, ami hasonló az időrelációhoz

A hullámszám a ciklikus frekvenciához és a hullám terjedési sebességéhez kapcsolódik

x
y
y

Az ábrákon egy hullám oszcillogramja (a) és pillanatképe (b) látható a feltüntetett idő- és térperiódusokkal. A stacionárius rezgésekkel ellentétben a hullámoknak két fő jellemzője van: az időbeli periodicitás és a térbeli periodicitás.

A hullámok általános tulajdonságai:

1. 
   A hullámok energiát hordoznak.

A hullámintenzitás az az időbeli átlagolt energia, amelyet egy elektromágneses vagy hanghullám egységnyi idő alatt átad a hullámterjedés irányára merőleges felület egységnyi területén. A hullám intenzitása arányos amplitúdójának négyzetével I=W/t∙S, ahol W az energia, t az idő, S a front területe. I=[W/m2]. Valamint bármely hullám intenzitása meghatározható az I=wv-vel, ahol v a hullám terjedési sebessége (csoport).

2. A hullámok nyomást gyakorolnak a testekre (van lendületük).

3. A hullám sebessége egy közegben a hullám frekvenciájától függ - diszperzió, így ugyanabban a közegben különböző frekvenciájú hullámok terjednek különböző sebességgel (fázissebességgel).

4. A hullámok elhajlanak az akadályok körül – diffrakció.

Diffrakció akkor következik be, ha az akadály mérete összemérhető a hullámhosszal.

5. Két közeg határfelületén a hullámok visszaverődnek és megtörnek.

A beesési szög egyenlő a visszaverődés szögével, és a beesési szög szinuszának a törésszög szinuszához viszonyított aránya állandó érték e két közeg esetében.

6. Ha koherens hullámokat egymásra helyezünk (e hullámok fáziskülönbsége bármely ponton időben állandó), akkor interferálnak - az interferencia minimumok és maximumok stabil mintázata jön létre.

A hullámokat és az azokat gerjesztő forrásokat koherensnek nevezzük, ha a hullámok fáziskülönbsége nem függ az időtől. A hullámokat és az azokat gerjesztő forrásokat inkoherensnek nevezzük, ha a hullámok fáziskülönbsége idővel változik.

Csak az azonos frekvenciájú hullámok zavarhatják meg, amelyekben az oszcillációk azonos irányúak (azaz koherens hullámok). Az interferencia lehet stacioner vagy nem stacioner. Csak koherens hullámok képesek stacionárius interferenciamintázatot adni. Például két gömb alakú hullám a víz felszínén, amelyek két koherens pontforrásból terjednek, interferencia hatására eredő hullámot keltenek. Az így létrejövő hullám eleje gömb lesz.

Amikor a hullámok interferálnak, energiáik nem adódnak össze. A hullámok interferenciája az oszcilláció energiájának újraelosztásához vezet a közeg különböző, egymáshoz közel elhelyezkedő részecskéi között. Ez nem mond ellent az energiamegmaradás törvényének, mert átlagosan a tér nagy régiójában a keletkező hullám energiája megegyezik a zavaró hullámok energiáinak összegével.

Inkoherens hullámok szuperponálása esetén a kapott hullám négyzetes amplitúdójának átlagértéke megegyezik a szuperponált hullámok négyzetes amplitúdóinak összegével. A közeg egyes pontjainak eredő rezgésének energiája egyenlő a rezgési energiáinak összegével, külön-külön az összes inkoherens hullám miatt.

7. A hullámokat a közeg elnyeli. A forrástól való távolsággal a hullám amplitúdója csökken, mivel a hullám energiája részben átkerül a közegbe.

8. A hullámok inhomogén közegben szétszóródnak.

Szórás - a közeg inhomogenitása és az ebbe a közegbe helyezett tárgyak szóródása által okozott hullámterek perturbációi. A szórási intenzitás az inhomogenitások nagyságától és a hullám frekvenciájától függ.

mechanikai hullámok. Hang. Hang jellemző .

Hullám- térben terjedő perturbáció.

A hullámok általános tulajdonságai:

• 
  energiát hordoz;
• 
  lendülettel rendelkeznek (nyomást gyakorolnak a testekre);
• 
  két közeg határán visszaverődnek és megtörnek;
• 
  elnyeli a környezet;
• 
  diffrakció;
• 
  interferencia;
• 
  diszperzió;
• 
  A hullámok sebessége attól függ, hogy milyen közegben haladnak át a hullámok.

1. 
   Mechanikus (elasztikus) hullámok.

Ha egy rugalmas (szilárd, folyékony vagy gázhalmazállapotú) közeg bármely helyén a részecskék rezgését gerjesztik, akkor a közeg atomjai és molekulái kölcsönhatása következtében a rezgések egyik pontból a másikba kezdenek átadni, véges sebességgel. a közeg sűrűsége és rugalmassági tulajdonságai. Ezt a jelenséget mechanikai vagy rugalmas hullámnak nevezik. Vegye figyelembe, hogy a mechanikai hullámok nem terjedhetnek vákuumban.

A mechanikai hullámok speciális esete hullámok a folyadék felszínén, hullámok, amelyek a folyadék szabad felületén vagy két nem elegyedő folyadék határfelületén keletkeznek és terjednek. Külső hatás hatására keletkeznek, melynek eredményeként a folyadék felszíne kikerül az egyensúlyi állapotból. Ebben az esetben olyan erők keletkeznek, amelyek helyreállítják az egyensúlyt: a felületi feszültség és a gravitáció erői.

A mechanikai hullámoknak két típusa van

A hosszanti hullámok húzó- és nyomófeszültségekkel kísérve bármilyen rugalmas közegben terjedhetnek: gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban. A keresztirányú hullámok azokban a közegekben terjednek, ahol a nyírási deformáció során rugalmas erők lépnek fel, azaz szilárd testekben.

A gyakorlat szempontjából jelentős érdeklődésre tartanak számot az egyszerű harmonikus vagy szinuszos hullámok. A sík szinuszhullám egyenlete a következő:

- az úgynevezett hullámszám ,

– körkörös frekvencia ,

DE - részecske oszcillációs amplitúdója.

Az ábra egy keresztirányú hullám "pillanatfelvételeit" mutatja két időpontban: t és t + Δt. A Δt idő alatt a hullám az OX tengely mentén υΔt távolságot mozgott. Az ilyen hullámokat utazó hullámoknak nevezzük.

A λ hullámhossz az OX tengely két szomszédos pontja közötti távolság, amelyek azonos fázisokban rezegnek. A λ hullámhosszal megegyező távolság, a hullám egy T perióduson fut, ezért

λ = υT, ahol υ a hullám terjedési sebessége.

A hullámfolyamat grafikonjának bármely kiválasztott pontjára (például az A pontra) ennek a pontnak az x-koordinátája t idővel változik, és a kifejezés értéke ωt – kx nem változik. Egy Δt időintervallum után az A pont az OX tengely mentén egy bizonyos Δx = υΔt távolságot fog elmozdulni. Következésképpen: ωt – kx = ω(t + Δt) – k(x + Δx) = állandó vagy ωΔt = kΔx.

Ez a következőket jelenti:

Így a haladó szinuszos hullám kettős periodicitású - időben és térben. Az időperiódus megegyezik a közeg részecskéinek T rezgési periódusával, a térbeli periódus egyenlő a λ hullámhosszal. A hullámszám a körfrekvencia térbeli analógja.

1. 
   Hang.

Hang- ezek olyan mechanikai rezgések, amelyek rugalmas közegben - gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban - terjednek, amelyeket a hallószervek érzékelnek. A hang meglehetősen alacsony intenzitású hullám, a hallható hangfrekvenciák tartománya körülbelül 20 Hz és 20 kHz között van. A 20 Hz-nél kisebb frekvenciájú hullámokat nevezzük infrahangés 20 kHz-nél nagyobb frekvenciával - ultrahang. A -tól Hz-ig terjedő frekvenciájú hullámokat nevezzük hiperszonikus. A fizika hangjelenségek vizsgálatával foglalkozó ágát akusztikának nevezzük.

Bármely oszcillációs folyamatot egy egyenlet ír le. Hangrezgésekre is származtatták:

A hanghullámok alapvető jellemzői

A hang szubjektív érzékelése (hangerő, hangmagasság, hangszín)

A hang objektív fizikai jellemzői (sebesség, intenzitás, spektrum)

A hangsebesség bármely gáznemű közegben a következő képlettel számítható ki:

β - a közeg adiabatikus összenyomhatósága,

ρ - sűrűség.

1. 
   Hang alkalmazása

Az echolocation képességgel rendelkező jól ismert állatok a denevérek és a delfinek. Tökéletességüket tekintve ezeknek az állatoknak a visszhangszórói nem rosszabbak, de sok tekintetben felülmúlják (megbízhatóság, pontosság, energiahatékonyság tekintetében) a modern ember alkotta echolokátorokat.

A víz alatt használt szonárokat szonárnak vagy szonárnak nevezik (a szonár elnevezés három angol szó kezdőbetűiből áll: hang - hang; navigáció - navigáció; tartomány - tartomány). A szonárok nélkülözhetetlenek a tengerfenék (profilja, mélysége) tanulmányozásához, a mélyen a víz alatt mozgó különböző objektumok észleléséhez és tanulmányozásához. Segítségükkel könnyen kimutathatók az egyes nagy tárgyak vagy állatok, valamint a kis halak vagy puhatestűek állományai.

Az ultrahang-frekvenciás hullámokat széles körben használják az orvostudományban diagnosztikai célokra. Az ultrahangos szkennerek lehetővé teszik egy személy belső szerveinek vizsgálatát. Az ultrahangos sugárzás kevésbé káros az emberre, mint a röntgen.

Elektromágneses hullámok.

Tulajdonságaik.

elektromágneses hullám egy elektromágneses tér, amely időben terjed a térben.

Az elektromágneses hullámokat csak gyorsan mozgó töltések gerjeszthetik.

Az elektromágneses hullámok létezését elméletileg a nagy angol fizikus, J. Maxwell jósolta meg 1864-ben. Faraday elektromágneses indukció törvényének új értelmezését javasolta, és továbbfejlesztette elképzeléseit.

A mágneses tér bármilyen változása a környező térben örvény elektromos mezőt hoz létre, az időben változó elektromos tér mágneses teret hoz létre a környező térben.

1. ábra: Váltakozó elektromos tér váltakozó mágneses mezőt hoz létre és fordítva

Az elektromágneses hullámok tulajdonságai Maxwell elmélete alapján:

Elektromágneses hullámok átlós – vektorok és merőlegesek egymásra, és a terjedési irányra merőleges síkban fekszenek.

2. ábra Elektromágneses hullám terjedése

A mozgó hullám elektromos és mágneses mezője egy fázisban változik.

A mozgó elektromágneses hullám vektorai a vektorok úgynevezett jobboldali hármasát alkotják.

A vektorok és a rezgések fázisban történnek: ugyanabban az időpillanatban, a tér egy pontjában az elektromos és mágneses mezők erősségének vetületei elérik a maximumot, minimumot vagy nullát.

Az elektromágneses hullámok az anyagban terjednek végső sebesség

Ahol - a közeg dielektromos és mágneses permeabilitása (tőlük függ az elektromágneses hullám terjedési sebessége a közegben),

Elektromos és mágneses állandók.

Az elektromágneses hullámok sebessége vákuumban

Az elektromágneses energia fluxussűrűsége vagyintenzitás J Az az elektromágneses energia, amelyet egy hullám időegység alatt visz át egységnyi terület felületén:

,

Ha itt behelyettesítjük a , és υ kifejezéseket, és figyelembe véve az elektromos és a mágneses mező térfogati energiasűrűségének egyenlőségét egy elektromágneses hullámban, megkapjuk:

Az elektromágneses hullámok polarizálhatók.

Hasonlóképpen az elektromágneses hullámok rendelkezik a hullámok összes alapvető tulajdonságával : energiát hordoznak, lendülettel rendelkeznek, két közeg határfelületén visszaverődnek és megtörnek, a közeg elnyeli, diszperziós, diffrakciós és interferencia tulajdonságokat mutatnak.

Hertz kísérletek (elektromágneses hullámok kísérleti detektálása)

Az elektromágneses hullámokat először kísérletileg vizsgálták

Hertz 1888-ban. Kidolgozta az elektromágneses oszcilláció generátor (Hertz vibrátor) sikeres tervezését és a rezonancia módszerrel történő kimutatására szolgáló módszert.

A vibrátor két lineáris vezetőből állt, amelyek végein szikraközt képező fémgolyók helyezkedtek el. Amikor az indukcióból nagy feszültséget kapcsoltak a vázra, egy szikra ugrott a résbe, rövidre zárta a rést. Égése során nagyszámú rezgés ment végbe az áramkörben. A vevő (rezonátor) szikraközű vezetékből állt. A rezonancia jelenléte a vibrátorban keletkező szikra hatására a rezonátor szikraközében szikrák megjelenésében fejeződött ki.

Így Hertz kísérletei szilárd alapot nyújtottak Maxwell elméletéhez. A Maxwell által megjósolt elektromágneses hullámok a gyakorlatban megvalósultak.

A RÁDIÓKOMMUNIKÁCIÓ ALAPELVEI

Rádióösszeköttetés információk továbbítása és vétele rádióhullámok segítségével.

1896. március 24-én, az Orosz Fizikai és Kémiai Társaság Fizikai Osztályának ülésén Popov műszereivel egyértelműen bemutatta a jelek továbbítását 250 méteres távolságon keresztül, közvetítve a világ első kétszavas rádiógramját "Heinrich" Hertz".

A VEVŐ RENDSZERE A.S. POPOV

Popov rádiótávíró kommunikációt használt (különböző időtartamú jelek továbbítása), az ilyen kommunikációt csak kód segítségével lehet végrehajtani. Rádióhullámok forrásaként Hertz vibrátorral szerelt szikraadót, vevőként pedig koherens szolgált, fémreszelékkel ellátott üvegcső, amelynek ellenállása, ha elektromágneses hullám éri, százszorosára csökken. A koherens érzékenységének növelésére az egyik végét földelték, a másikat pedig a Föld fölé emelt vezetékhez kötötték, az antenna teljes hossza negyed hullámhossz volt. A szikraadó jele gyorsan lecseng, és nem továbbítható nagy távolságra.

A rádiótelefonos kommunikáció (beszéd és zene) nagyfrekvenciás modulált jelet használ. Az alacsony (hang)frekvenciás jel információt hordoz, de gyakorlatilag nem bocsát ki, a magas frekvenciájú pedig jól sugárzik, de nem hordoz információt. A modulációt rádiótelefonos kommunikációhoz használják.

Moduláció - a HF és LF jel paraméterei közötti megfelelés megállapításának folyamata.

A rádiótechnikában többféle modulációt alkalmaznak: amplitúdó, frekvencia, fázis.

Amplitúdó moduláció - a rezgések (elektromos, mechanikus stb.) amplitúdójának változása, amely sokkal alacsonyabb frekvencián történik, mint maguk a rezgések.

Egy ω nagyfrekvenciás harmonikus rezgés amplitúdóját Ω alacsony frekvenciájú harmonikus rezgés modulálja (τ = 1/Ω a periódusa), t az idő, A a nagyfrekvenciás rezgés amplitúdója, T a periódusa.

AM jelet használó rádiókommunikációs séma

AM oszcillátor

Az RF jel amplitúdója az LF jel amplitúdója szerint változik, majd a modulált jelet az adóantenna bocsátja ki.

A rádióvevőben a vevőantenna felveszi a rádióhullámokat, az oszcillációs áramkörben a rezonancia hatására kiválasztják és felerősítik azt a jelet, amelyre az áramkör be van hangolva (az adóállomás vivőfrekvenciája), majd a kisfrekvenciás komponenst. jelet kell kiválasztani.

Érzékelő rádió

Érzékelés – a nagyfrekvenciás jel alacsony frekvenciájú jellé alakításának folyamata. Az észlelés után kapott jel megegyezik az adó mikrofonján ható hangjellel. Az erősítés után az alacsony frekvenciájú rezgések hanggá alakíthatók.

Detektor (demodulátor)

A dióda a váltakozó áram egyenirányítására szolgál

a) AM jel, b) érzékelt jel

RADAR

A tárgyak helyének, mozgási sebességének rádióhullámok segítségével történő észlelését és pontos meghatározását ún radar . A radar elve az elektromágneses hullámok fémekről való visszaverődésének tulajdonságán alapul.

1 - forgó antenna; 2 - antennakapcsoló; 3 - adó; 4 - vevő; 5 - szkenner; 6 - távolságjelző; 7 - irányjelző.

A radarhoz nagyfrekvenciás rádióhullámokat (VHF) használnak, amelyek segítségével könnyen alakítható az iránynyaláb és nagy a sugárzási teljesítmény. A méteres és deciméteres tartományban - vibrátorok rácsrendszerei, centiméteres és milliméteres tartományban - parabolikus emitterek. A helymeghatározás elvégezhető folyamatos (cél észleléséhez) és impulzusos (egy objektum sebességének meghatározásához) üzemmódban is.

A radar felhasználási területei:

• 
  Repülés, űrhajózás, haditengerészet: hajók közlekedésbiztonsága bármilyen időjárásban és a nap bármely szakában, ütközésük megelőzése, felszállás biztonsága stb. repülőgép-leszállások.
• 
  Hadviselés: az ellenséges repülőgépek vagy rakéták időben történő észlelése, a légvédelmi tűz automatikus beállítása.
• 
  Bolygóradar: a hozzájuk való távolság mérése, pályájuk paramétereinek megadása, a forgási periódus meghatározása, a felszín domborzatának megfigyelése. A volt Szovjetunióban (1961) - Vénusz, Merkúr, Mars, Jupiter radar. Az USA-ban és Magyarországon (1946) - kísérlet a Hold felszínéről visszavert jel fogadására.

tévé

A távközlési séma alapvetően egybeesik a rádiókommunikációs sémával. A különbség az, hogy a hangjelen kívül egy kép és vezérlőjelek (vonalváltás és keretváltás) is továbbításra kerülnek az adó és a vevő működésének szinkronizálására. Az adóban ezeket a jeleket modulálják és továbbítják, a vevőben az antenna felveszi őket, és feldolgozásra kerülnek, mindegyik a saját útján.

Tekintsük az egyik lehetséges sémát a kép elektromágneses oszcillációvá alakítására ikonoszkóp segítségével:

Egy optikai rendszer segítségével képet vetítenek a mozaikvászonra, a fotoelektromos hatás miatt a képernyőcellák eltérő pozitív töltést kapnak. Az elektronágyú elektronsugarat hoz létre, amely a képernyőn áthaladva kisüti a pozitív töltésű sejteket. Mivel minden cella egy kondenzátor, a töltés változása változó feszültség - elektromágneses oszcilláció - megjelenéséhez vezet. A jelet ezután felerősítik és a moduláló készülékbe táplálják. A kineszkópban a videojelet visszaalakítják képpé (a kineszkóp működési elvétől függően különböző módokon).

Mivel a televíziós jel sokkal több információt hordoz, mint a rádió, a munka magas frekvencián (méter, deciméter) történik.

A rádióhullámok terjedése.
Rádió hullám - egy elektromágneses hullám a tartományban (10 4

Ennek a sorozatnak minden szakaszát ott alkalmazzák, ahol annak előnyei a legjobban kihasználhatók. A különböző hatótávolságú rádióhullámok különböző távolságokban terjednek. A rádióhullámok terjedése a légkör tulajdonságaitól függ. A földfelszín, a troposzféra és az ionoszféra is erősen befolyásolja a rádióhullámok terjedését.

A rádióhullámok terjedése- ez az a folyamat, amely során a rádió tartományának elektromágneses oszcillációit a térben egyik helyről a másikra továbbítják, különösen az adóról a vevőre.
A különböző frekvenciájú hullámok eltérően viselkednek. Tekintsük részletesebben a hosszú, közepes, rövid és ultrarövid hullámok terjedésének jellemzőit.
Hosszú hullámok terjedése.

Hosszú hullámok (>1000 m) terjednek:

• 
  1-2 ezer km távolságig a Föld gömbfelületén kialakuló diffrakció miatt. Képes körbejárni föld(1.ábra). Ekkor terjedésük a gömbhullámvezető irányító hatásának köszönhető, visszaverődés nélkül.

Rizs. egy

Csatlakozás minősége:

vételi stabilitás. A vétel minősége nem függ a napszaktól, évtől, időjárási viszonyoktól.

Hibák:

A föld felszínén terjedő hullám erős abszorpciója miatt nagy antennára és erős adóra van szükség.

A légköri kisülések (villámlás) zavarják.

Használat:

• 
  A tartományt rádióműsorszórásra, rádiótávírásra, rádiónavigációs szolgáltatásokra és tengeralattjárókkal való kommunikációra használják.
• 
  Kevés rádióállomás sugároz pontos időjeleket és meteorológiai jelentéseket.

Középhullámok terjedése

Középhullámok ( =100...1000 m) terjednek:

• 
  A hosszú hullámokhoz hasonlóan képesek meghajolni a Föld felszíne körül.
• 
  A rövid hullámokhoz hasonlóan ismételten visszaverődhetnek az ionoszféráról.

Az adótól nagy távolságra a vétel napközben gyenge lehet, de éjszaka javul a vétel. A fogadás erőssége az évszaktól is függ. Így napközben rövid ideig terjednek, éjszaka pedig olyan hosszúak.

Csatlakozás minősége:

• 
  Rövid kommunikációs hatótávolság. A középhullámú állomások ezer kilométeren belül hallhatók. De nagy a légköri és ipari interferencia.

Használat:

• 
  Hivatalos és amatőr kommunikációra, valamint főként műsorszórásra használják.

Terítésrövid hullámok

Rövid hullámok (=10...100 m) terjednek:

• 
  Ismételten visszaverődik az ionoszféráról és a földfelszínről (2. ábra)

Csatlakozás minősége:

A rövidhullámú vétel minősége nagymértékben függ az ionoszférában zajló különféle folyamatoktól, amelyek a naptevékenység szintjéhez, az évszakhoz és a napszakhoz kapcsolódnak. Nincs szükség nagy teljesítményű adókra. A földi állomások és az űrhajók közötti kommunikációra nem alkalmasak, mivel nem haladnak át az ionoszférán.

Használat:

• 
  Nagy távolságú kommunikációhoz. Televízió-, rádió- és rádiókommunikációhoz mozgó tárgyakkal. Vannak minisztériumi távíró- és telefonrádióállomások. Ez a tartomány a legnépesebb.

Ultrashort elosztásahullámok

Ultrarövid hullámok (

• 
  Néha a felhőkről, a Föld mesterséges műholdjairól vagy akár a Holdról is visszaverődnek. Ebben az esetben a kommunikációs hatótáv kissé megnőhet.

Csatlakozás minősége:

Az ultrarövid hullámok vételét a hallhatóság állandósága, a fading hiánya, valamint a különféle interferenciák csökkentése jellemzi.

A kommunikáció ezeken a hullámokon csak a látótávolságból lehetséges L(7. ábra).

Mivel az ultrarövid hullámok nem terjednek túl a horizonton, szükségessé válik sok közbenső adó - átjátszó építése.

Ismétlő- rádiókommunikációs vonalak közbenső pontjain elhelyezett, a vett jeleket felerősítő és továbbító berendezés.

relé- jelek vétele egy közbenső ponton, azok erősítése és továbbítása azonos vagy más irányba. Az újraadás célja a kommunikációs hatótáv növelése.

A továbbításnak két módja van: műholdas és földi.

Műhold:

Egy aktív közvetítő műhold veszi a földi állomás jelét, felerősíti, és egy erős irányított adón keresztül ugyanabba az irányba vagy más irányba küldi a jelet a Földre.

Talaj:

A jelet egy földi analóg vagy digitális rádióállomásra vagy ilyen állomások hálózatára továbbítják, majd továbbküldik ugyanabba vagy más irányba.

1 - rádióadó,

2 - adóantenna, 3 - vevőantenna, 4 - rádióvevő.

Használat:

• 
  Kapcsolatba lépni mesterséges műholdak Föld és

űrrakéták. Széles körben használják televíziós és rádiós műsorszórásban (VHF és FM sávok), rádiónavigációban, radar- és mobilkommunikációban.

A VHF a következő tartományokra oszlik:

méteres hullámok - 10-1 méter, hajók, hajók és kikötői szolgáltatások közötti telefonos kommunikációra használják.

deciméter - 1 métertől 10 cm-ig, műholdas kommunikációra használják.

centiméter - 10-1 cm, radarban használják.

milliméter - 1 cm-től 1 mm-ig, főleg az orvostudományban használják.

Mechanikaihullám a fizikában ez a perturbációk terjedésének jelensége, amely egy rezgő test energiájának anyagszállítás nélkül, valamilyen rugalmas közegben egyik pontból a másikba való átvitelével jár együtt.

Olyan közeg, amelyben rugalmas kölcsönhatás lép fel a molekulák között (folyadék, gáz vagy szilárd) a mechanikai zavarok előfordulásának előfeltétele. Csak akkor lehetségesek, ha egy anyag molekulái ütköznek egymással, energiát adva át. Az ilyen perturbációk egyik példája a hang (akusztikus hullám). A hang terjedhet a levegőben, vízen, ill szilárd test de nem légüres térben.

A mechanikai hullám létrehozásához némi kezdeti energia szükséges, ami kimozdítja a közeget az egyensúlyból. Ezt az energiát ezután a hullám továbbítja. Például egy kis vízbe dobott kő hullámot hoz létre a felszínen. Egy hangos sikoly akusztikus hullámot kelt.

A mechanikai hullámok fő típusai:

• Hang;
• A víz felszínén;
• Földrengések;
• szeizmikus hullámok.

A mechanikai hullámoknak is vannak csúcsai és mélységei, mint mindennek oszcilláló mozgások. Fő jellemzőik a következők:

• Frekvencia. Ez a másodpercenkénti oszcillációk száma. Mértékegységek SI-ben: [ν] = [Hz] = [s -1].
• Hullámhossz. A szomszédos csúcsok vagy mélyedések közötti távolság. [λ] = [m].
• Amplitúdó. A középpont legnagyobb eltérése az egyensúlyi helyzettől. [X max] = [m].
• Sebesség. Ez az a távolság, amelyet egy hullám egy másodperc alatt megtesz. [V] = [m/s].

Hullámhossz

A hullámhossz az egymáshoz legközelebb eső, azonos fázisokban rezgő pontok közötti távolság.

A hullámok terjednek a térben. Terjedésük irányát ún gerendaés a hullámfelületre merőleges vonallal jelöljük. És sebességüket a következő képlettel számítják ki:

A hullámfelület határa, amely elválasztja a közegnek azt a részét, amelyben már rezgés lép fel, a közegnek attól a részétől, amelyben az oszcillációk még nem kezdődtek meg, - hullámelülső.

Hosszanti és keresztirányú hullámok

A hullámok mechanikai típusának osztályozásának egyik módja a közeg egyes részecskéinek hullámban való mozgási irányának meghatározása a terjedési irányhoz viszonyítva.

A részecskék hullámokban való mozgásának irányától függően a következők vannak:

1. átlóshullámok. Az ilyen típusú hullámokban a közeg részecskéi a hullámnyalábra merőlegesen oszcillálnak. A tóban lévő hullámok vagy a gitár vibráló húrjai segíthetnek a keresztirányú hullámok megjelenítésében. Ez a fajta oszcilláció nem terjedhet tovább folyékony vagy gáz közegben, mert ezeknek a közegeknek a részecskéi véletlenszerűen mozognak, és mozgásukat nem lehet a hullámterjedés irányára merőlegesen megszervezni. A keresztirányú hullámok sokkal lassabban mozognak, mint a hosszanti.
2. Hosszirányúhullámok. A közeg részecskéi a hullám terjedésével megegyező irányban oszcillálnak. Néhány ilyen típusú hullámot kompressziós vagy kompressziós hullámnak neveznek. Hosszanti rezgések rugók – időszakos összenyomások és kinyújtások – jó megjelenítést biztosítanak az ilyen hullámokról. A longitudinális hullámok a mechanikai típusú leggyorsabb hullámok. A hanghullámok a levegőben, a cunamik és az ultrahang hosszanti irányúak. Ide tartoznak a föld alatt és a vízben terjedő szeizmikus hullámok bizonyos típusai.