L'onda meccanica si trasferisce. Onde meccaniche: sorgente, proprietà, formule

Onda– il processo di propagazione delle oscillazioni in un mezzo elastico.

onda meccanica– disturbi meccanici che si propagano nello spazio e trasportano energia.

Tipi di onde:

longitudinale - le particelle del mezzo oscillano nella direzione di propagazione dell'onda - in tutti i mezzi elastici;

X

direzione di oscillazione

punti dell'ambiente

trasversale - le particelle del mezzo oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda - sulla superficie del liquido.

X

Tipi di onde meccaniche:

onde elastiche - propagazione di deformazioni elastiche;

onde sulla superficie di un liquido.

Caratteristiche dell'onda:

Sia A oscillare secondo la legge:
.

Quindi B oscilla con un ritardo di un angolo
, dove
, cioè.

Energia delle onde.

è l'energia totale di una particella. Se particelleN, allora dove - epsilon, V - volume.

Epsilon– energia per unità di volume dell'onda – densità di energia volumetrica.

Il flusso di energia delle onde è uguale al rapporto tra l'energia trasferita dalle onde attraverso una determinata superficie e il tempo durante il quale viene effettuato questo trasferimento:
, watt; 1 watt = 1J/s.

Densità del flusso di energia - Intensità dell'onda- flusso di energia attraverso un'area unitaria - un valore pari all'energia media trasferita da un'onda per unità di tempo per unità di area della sezione trasversale.

[W/m2]

.

vettore Umov– vettore I che mostra la direzione di propagazione dell'onda e uguale al flusso energia dell'onda passante per un'area unitaria perpendicolare a questa direzione:

.

Caratteristiche fisiche dell'onda:

Vibrazionale:

1. ampiezza

Onda:

1. lunghezza d'onda

   velocità delle onde

   intensità

Vibrazioni complesse (rilassamento) - diverse da quelle sinusoidali.

trasformata di Fourier- qualsiasi funzione periodica complessa può essere rappresentata come la somma di più funzioni semplici (armoniche), i cui periodi sono multipli del periodo della funzione complessa - questa è l'analisi armonica. Si verifica nei parser. Il risultato è lo spettro armonico di un'oscillazione complessa:

MA

0

Suono - vibrazioni e onde che agiscono sull'orecchio umano e provocano una sensazione uditiva.

Le vibrazioni e le onde sonore sono un caso speciale di vibrazioni e onde meccaniche. Tipi di suoni:

toni- suono, che è un processo periodico:

1. semplice - armonico - diapason

   complesso - anarmonico - discorso, musica

Un tono complesso può essere scomposto in semplici. La frequenza più bassa di tale scomposizione è il tono fondamentale, le restanti armoniche (armoniche) hanno frequenze pari a 2 e altri. Un insieme di frequenze che indicano la loro intensità relativa è lo spettro acustico.

Rumore - suono con una dipendenza dal tempo complessa e non ripetitiva (fruscio, cigolio, applauso). Lo spettro è continuo.

Caratteristiche fisiche del suono:

Caratteristiche della sensazione uditiva:

Altezzaè determinato dalla frequenza dell'onda sonora. Più alta è la frequenza, più alto è il tono. Il suono di maggiore intensità è più basso.

Timbro– determinato dallo spettro acustico. Più toni, più ricco è lo spettro.

Volume- caratterizza il livello della sensazione uditiva. Dipende dall'intensità e dalla frequenza del suono. Psicofisico Legge Weber-Fechner: se aumenta l'irritazione progressione geometrica(nello stesso numero di volte), allora la sensazione di questa irritazione aumenterà progressione aritmetica(per lo stesso importo).

, dove E è il volume (misurato in phon);
- livello di intensità (misurato in bels). 1 bel - variazione del livello di intensità, che corrisponde a una variazione dell'intensità del suono di 10 volte K - coefficiente di proporzionalità, dipende dalla frequenza e dall'intensità.

La relazione tra volume e intensità del suono è curve di volume uguale, costruiti su dati sperimentali (creano un suono con una frequenza di 1 kHz, cambiano l'intensità fino a quando non si presenta una sensazione uditiva simile alla sensazione del volume del suono in studio). Conoscendo l'intensità e la frequenza, puoi trovare lo sfondo.

Audiometria- un metodo per misurare l'acuità uditiva. Lo strumento è un audiometro. La curva risultante è un audiogramma. La soglia della sensazione uditiva a frequenze diverse viene determinata e confrontata.

Misuratore di rumore - misurazione del livello di rumore.

In clinica: auscultazione - stetoscopio / fonendoscopio. Un fonendoscopio è una capsula cava con una membrana e tubi di gomma.

Fonocardiografia - registrazione grafica di sfondi e soffi cardiaci.

Percussione.

Ultrasuoni– vibrazioni meccaniche e onde con frequenza superiore a 20 kHz fino a 20 MHz. Gli emettitori di ultrasuoni sono emettitori elettromeccanici basati sull'effetto piezoelettrico ( corrente alternata agli elettrodi, tra i quali - quarzo).

La lunghezza d'onda degli ultrasuoni è inferiore alla lunghezza d'onda del suono: 1,4 m - suono nell'acqua (1 kHz), 1,4 mm - ultrasuoni nell'acqua (1 MHz). L'ecografia è ben riflessa al confine dell'osso-periosteo-muscolo. Gli ultrasuoni non penetrano nel corpo umano se non sono lubrificati con olio (strato d'aria). La velocità di propagazione degli ultrasuoni dipende dall'ambiente. Processi fisici: microvibrazioni, distruzione di biomacromolecole, ristrutturazione e danneggiamento delle membrane biologiche, effetto termico, distruzione di cellule e microrganismi, cavitazione. In clinica: diagnostica (encefalografo, cardiografo, ecografia), fisioterapia (800 kHz), bisturi ad ultrasuoni, industria farmaceutica, osteosintesi, sterilizzazione.

infrasuoni– onde con frequenza inferiore a 20 Hz. Azione avversa - risonanza nel corpo.

vibrazioni. Azione benefica e dannosa. Massaggio. malattia da vibrazione.

effetto Doppler– variazione della frequenza delle onde percepita dall'osservatore (ricevitore d'onda) a causa del moto relativo della sorgente d'onda e dell'osservatore.

Caso 1: N si avvicina a I.

Caso 2: E si avvicina a N.

Caso 3: avvicinamento e distanza di I e H l'uno dall'altro:

Sistema: generatore di ultrasuoni - ricevitore - è immobile rispetto al mezzo. L'oggetto si sta muovendo. Riceve ultrasuoni con una frequenza
, lo riflette, inviandolo al ricevitore, che riceve un'onda ultrasonica con una frequenza
. Differenza di frequenza - spostamento della frequenza doppler:
. Viene utilizzato per determinare la velocità del flusso sanguigno, la velocità di movimento delle valvole.

L'esistenza di un'onda richiede una sorgente di oscillazione e un mezzo materiale o campo in cui questa onda si propaga. Le onde sono della natura più varia, ma obbediscono a schemi simili.

Per natura fisica distinguere:

Secondo l'orientamento dei disturbi distinguere:

Onde longitudinali - Lo spostamento delle particelle avviene lungo la direzione di propagazione; è necessario avere una forza elastica nel mezzo durante la compressione; può essere distribuito in qualsiasi ambiente. Esempi: onde sonore

Onde trasversali - Lo spostamento delle particelle avviene attraverso la direzione di propagazione; può propagarsi solo in mezzi elastici; è necessario avere una forza elastica di taglio nel mezzo; può propagarsi solo in mezzi solidi (e al confine di due mezzi). Esempi: onde elastiche in una corda, onde sull'acqua

Secondo la natura della dipendenza dal tempo distinguere:

onde elastiche - spostamenti meccanici (deformazioni) che si propagano in un mezzo elastico. L'onda elastica si chiama armonico(sinusoidale) se le vibrazioni del mezzo ad esso corrispondente sono armoniche.

onde che corrono - Onde che trasportano energia nello spazio.

Secondo la forma della superficie dell'onda : onda piana, sferica, cilindrica.

fronte d'ondaè il luogo dei punti a cui sono arrivate le oscillazioni momento presente volta.

superficie dell'onda- luogo dei punti oscillanti in una fase.

Caratteristiche dell'onda

Lunghezza d'onda λ - la distanza per la quale l'onda si propaga in un tempo pari al periodo di oscillazione

Ampiezza d'onda A - ampiezza delle oscillazioni di particelle in un'onda

Velocità delle onde v - velocità di propagazione delle perturbazioni nel mezzo

Periodo d'onda T - periodo di oscillazione

Frequenza d'onda ν - il reciproco del periodo

Equazione delle onde viaggianti

Durante la propagazione di un'onda in movimento, le perturbazioni del mezzo raggiungono i punti successivi nello spazio, mentre l'onda trasferisce energia e quantità di moto, ma non trasferisce materia (le particelle del mezzo continuano ad oscillare nello stesso punto nello spazio).

dove v- velocità , φ 0 - fase iniziale , ω – frequenza ciclica , UN- ampiezza

Proprietà delle onde meccaniche

1. riflessione dell'onda – onde meccaniche di qualsiasi origine hanno la capacità di essere riflesse dall'interfaccia tra due mezzi. Se un'onda meccanica che si propaga in un mezzo incontra un ostacolo sul suo cammino, può cambiare drasticamente la natura del suo comportamento. Ad esempio, all'interfaccia tra due media con differenti proprietà meccaniche l'onda viene parzialmente riflessa e parzialmente penetra nel secondo mezzo.

2. Rifrazione delle onde – durante la propagazione delle onde meccaniche si può osservare anche il fenomeno della rifrazione: un cambiamento nella direzione di propagazione delle onde meccaniche durante il passaggio da un mezzo all'altro.

3. Diffrazione delle onde – deviazione d'onda da propagazione rettilinea, cioè si piegano attorno agli ostacoli.

4. Interferenza delle onde – aggiunta di due onde. In uno spazio in cui si propagano più onde, la loro interferenza porta alla comparsa di regioni con i valori minimo e massimo dell'ampiezza di oscillazione

Interferenza e diffrazione di onde meccaniche.

Un'onda che corre lungo un elastico o una corda viene riflessa da un'estremità fissa; questo crea un'onda che viaggia nella direzione opposta.

Quando le onde sono sovrapposte, si può osservare il fenomeno dell'interferenza. Il fenomeno dell'interferenza si verifica quando le onde coerenti sono sovrapposte.

coerente chiamataondeavendo le stesse frequenze, una differenza di fase costante e le oscillazioni si verificano sullo stesso piano.

interferenza chiamato il fenomeno della costante di tempo di mutua amplificazione e attenuazione delle oscillazioni in punti diversi mezzo per sovrapposizione di onde coerenti.

Il risultato della sovrapposizione delle onde dipende dalle fasi in cui le oscillazioni si sovrappongono.

Se le onde delle sorgenti A e B arrivano al punto C nelle stesse fasi, le oscillazioni aumenteranno; se è in fasi opposte si ha un indebolimento delle oscillazioni. Di conseguenza, nello spazio si forma uno schema stabile di regioni alternate di oscillazioni potenziate e indebolite.

Condizioni massime e minime

Se le oscillazioni dei punti A e B coincidono in fase e hanno ampiezze uguali, allora è ovvio che lo spostamento risultante nel punto C dipende dalla differenza tra i percorsi delle due onde.

Condizioni massime

Se la differenza tra i percorsi di queste onde è uguale a un numero intero di onde (cioè un numero pari di semionde) Δd = kλ , dove K= 0, 1, 2, ..., allora si forma un massimo di interferenza nel punto di sovrapposizione di queste onde.

Condizione massima :

A = 2x0.

Condizione minima

Se la differenza di percorso di queste onde è uguale a un numero dispari di semionde, significa che le onde dai punti A e B arriveranno al punto C in antifase e si annulleranno a vicenda.

Condizione minima:

L'ampiezza dell'oscillazione risultante A = 0.

Se Δd non è uguale a un numero intero di semionde, allora 0< А < 2х 0 .

Diffrazione delle onde.

Viene chiamato il fenomeno della deviazione dalla propagazione rettilinea e dall'arrotondamento degli ostacoli da parte delle ondediffrazione.

Il rapporto tra la lunghezza d'onda (λ) e la dimensione dell'ostacolo (L) determina il comportamento dell'onda. La diffrazione è più pronunciata se la lunghezza d'onda incidente più taglie ostacoli. Gli esperimenti mostrano che la diffrazione esiste sempre, ma diventa evidente sotto la condizione D<<λ , dove d è la dimensione dell'ostacolo.

La diffrazione è una proprietà comune delle onde di qualsiasi natura, che si verifica sempre, ma le condizioni per la sua osservazione sono diverse.

Un'onda sulla superficie dell'acqua si propaga verso un ostacolo sufficientemente grande, dietro il quale si forma un'ombra, ad es. non si osserva alcun processo ondulatorio. Questa proprietà è adibita alla realizzazione di dighe foranee nei porti. Se la dimensione dell'ostacolo è paragonabile alla lunghezza d'onda, allora ci sarà un'onda dietro l'ostacolo. Dietro di lui, l'onda si propaga come se non ci fosse alcun ostacolo, ad es. si osserva la diffrazione dell'onda.

Esempi della manifestazione di diffrazione . Ascoltare una conversazione rumorosa dietro l'angolo della casa, suoni nella foresta, onde sulla superficie dell'acqua.

onde stazionarie

onde stazionarie si formano sommando le onde dirette e riflesse se hanno la stessa frequenza e ampiezza.

In una corda fissata alle due estremità sorgono complesse vibrazioni, che possono essere considerate come il risultato della sovrapposizione ( sovrapposizioni) due onde che si propagano in direzioni opposte e subiscono riflessi e ri-riflessioni alle estremità. Le vibrazioni delle corde fissate ad entrambe le estremità creano i suoni di tutti gli strumenti musicali a corda. Un fenomeno molto simile si verifica con il suono degli strumenti a fiato, comprese le canne d'organo.

vibrazioni delle corde. In una corda tesa fissata alle due estremità, quando si eccitano le vibrazioni trasversali, onde stazionarie e i nodi dovrebbero essere posizionati nei punti in cui è fissata la corda. Pertanto, la stringa è eccitata con notevole intensità solo tali vibrazioni, la cui metà della lunghezza d'onda si adatta alla lunghezza della corda un numero intero di volte.

Ciò implica la condizione

Le lunghezze d'onda corrispondono alle frequenze

n = 1, 2, 3...Frequenze vn chiamata frequenze naturali stringhe.

Vibrazioni armoniche con frequenze vn chiamata vibrazioni proprie o normali . Sono anche chiamati armoniche. In generale, la vibrazione di una corda è una sovrapposizione di varie armoniche.

Equazione dell'onda stazionaria :

Nei punti in cui le coordinate soddisfano la condizione (n= 1, 2, 3, ...), l'ampiezza totale è uguale al valore massimo - questo antinodi onda stazionaria. Coordinate dell'antinodo :

In punti le cui coordinate soddisfano la condizione (n= 0, 1, 2,…), l'ampiezza totale dell'oscillazione è uguale a zero – questo nodi onda stazionaria. Coordinate del nodo:

La formazione di onde stazionarie si osserva quando le onde viaggianti e riflesse interferiscono. Al confine dove si riflette l'onda si ottiene un antinodo se il mezzo da cui avviene la riflessione è meno denso (a), e si ottiene un nodo se è più denso (b).

Se consideriamo onda viaggiante , quindi nella direzione della sua propagazione l'energia viene trasferita movimento oscillatorio. quando stesso non c'è un'onda stazionaria di trasferimento di energia , perché onde incidenti e riflesse della stessa ampiezza trasportano la stessa energia in direzioni opposte.

Le onde stazionarie sorgono, ad esempio, in una corda tesa ad entrambe le estremità quando in essa vengono eccitate vibrazioni trasversali. Inoltre, nei punti di fissaggio, ci sono nodi di un'onda stazionaria.

Se si stabilisce un'onda stazionaria in una colonna d'aria aperta a un'estremità (onda sonora), si forma un antinodo all'estremità aperta e si forma un nodo all'estremità opposta.

processo ondulatorio- il processo di trasferimento di energia senza trasferimento di materia.

onda meccanica- perturbazione che si propaga in un mezzo elastico.

La presenza di un mezzo elastico è condizione necessaria per la propagazione delle onde meccaniche.

Il trasferimento di energia e quantità di moto nel mezzo avviene come risultato dell'interazione tra le particelle vicine del mezzo.

Le onde sono longitudinali e trasversali.

Onda meccanica longitudinale - un'onda in cui il movimento delle particelle del mezzo avviene nella direzione della propagazione dell'onda. Onda meccanica trasversale - un'onda in cui le particelle del mezzo si muovono perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda.

Le onde longitudinali possono propagarsi in qualsiasi mezzo. Le onde trasversali non si verificano nei gas e nei liquidi, poiché lo sono

non ci sono posizioni fisse di particelle.

L'azione esterna periodica provoca onde periodiche.

onda armonica- un'onda generata dalle vibrazioni armoniche delle particelle del mezzo.

Lunghezza d'onda- la distanza per la quale l'onda si propaga durante il periodo di oscillazione della sua sorgente:

velocità dell'onda meccanica- velocità di propagazione perturbativa nel mezzo. La polarizzazione è l'ordinamento delle direzioni delle oscillazioni delle particelle in un mezzo.

Piano di polarizzazione- il piano in cui le particelle del mezzo vibrano nell'onda. Un'onda meccanica polarizzata linearmente è un'onda le cui particelle oscillano lungo una certa direzione (linea).

Polarizzatore- un dispositivo che emette un'onda di una certa polarizzazione.

onda stazionaria- un'onda formata dalla sovrapposizione di due onde armoniche che si propagano l'una verso l'altra ed aventi lo stesso periodo, ampiezza e polarizzazione.

Antinodi di un'onda stazionaria- la posizione dei punti con la massima ampiezza di oscillazione.

Nodi di un'onda stazionaria- punti fermi dell'onda, la cui ampiezza di oscillazione è uguale a zero.

Sulla lunghezza l di una corda fissata alle estremità, un numero intero n semionda di onde stazionarie trasversali si adatta:

Tali onde sono chiamate modalità di oscillazione.

La modalità di oscillazione per un intero arbitrario n > 1 è chiamata n-esima armonica o n-esima armonica. La modalità di oscillazione per n = 1 è chiamata modalità di oscillazione della prima armonica o fondamentale. onde sonore- onde elastiche nel mezzo che provocano sensazioni uditive in una persona.

La frequenza delle oscillazioni corrispondenti alle onde sonore è compresa tra 16 Hz e 20 kHz.

La velocità di propagazione delle onde sonore è determinata dalla velocità di trasferimento dell'interazione tra le particelle. La velocità del suono in un solido v p, di regola, è maggiore della velocità del suono in un liquido v l, che, a sua volta, supera la velocità del suono in un gas v g.

I segnali sonori sono classificati per altezza, timbro e volume. L'altezza del suono è determinata dalla frequenza della sorgente delle vibrazioni sonore. Maggiore è la frequenza di oscillazione, maggiore è il suono; le vibrazioni delle basse frequenze corrispondono ai suoni bassi. Il timbro del suono è determinato dalla forma delle vibrazioni sonore. La differenza nella forma delle vibrazioni aventi lo stesso periodo è associata a diverse ampiezze relative del modo fondamentale e dell'armonico. Il volume del suono è caratterizzato dal livello di intensità del suono. Intensità sonora: l'energia delle onde sonore che incidono su un'area di 1 m 2 in 1 s.

Onde. Proprietà generali delle onde.

Onda - è il fenomeno della propagazione nello spazio nel tempo di un cambiamento (perturbazione) di una grandezza fisica che porta con sé energia.

Indipendentemente dalla natura dell'onda, il trasferimento di energia avviene senza trasferimento di materia; quest'ultimo può verificarsi solo come effetto collaterale. Trasferimento di energia- la differenza fondamentale tra onde e oscillazioni, in cui avvengono solo trasformazioni energetiche "locali". Le onde, di regola, sono in grado di percorrere notevoli distanze dal loro luogo di origine. Per questo motivo, le onde sono talvolta indicate come " vibrazione staccata dall'emettitore».

Le onde possono essere classificate

Per sua natura:

Onde elastiche - onde che si propagano in mezzi liquidi, solidi e gassosi per l'azione di forze elastiche.

Onde elettromagnetiche- propagazione nello spazio perturbazione (cambiamento di stato) del campo elettromagnetico.

Onde sulla superficie di un liquido- il nome convenzionale per varie onde che si verificano all'interfaccia tra un liquido e un gas o un liquido e un liquido. Le onde sull'acqua differiscono per il meccanismo fondamentale di oscillazione (capillare, gravitazionale, ecc.), che porta a diverse leggi di dispersione e, di conseguenza, a un diverso comportamento di queste onde.

Rispetto alla direzione di oscillazione delle particelle del mezzo:

Onde longitudinali - le particelle del mezzo oscillano parallelo nella direzione di propagazione dell'onda (come, ad esempio, nel caso della propagazione del suono).

Onde trasversali - le particelle del mezzo oscillano perpendicolare la direzione di propagazione delle onde (onde elettromagnetiche, onde sulle superfici di separazione dei mezzi).

a - trasversale; b - longitudinale.

onde miste.

Secondo la geometria del fronte d'onda:

La superficie dell'onda (fronte d'onda) è il luogo dei punti in cui la perturbazione ha raggiunto un dato momento nel tempo. In un mezzo isotropo omogeneo, la velocità di propagazione dell'onda è la stessa in tutte le direzioni, il che significa che tutti i punti del fronte oscillano nella stessa fase, il fronte è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda e i valori dell'oscillazione la quantità in tutti i punti del fronte è la stessa.

piatto onda - i piani di fase sono perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda e paralleli tra loro.

sferico onda - la superficie delle fasi uguali è una sfera.

Cilindrico onda: la superficie delle fasi ricorda un cilindro.

Spirale onda - si forma se una sorgente / sorgenti sferiche o cilindriche dell'onda nel processo di radiazione si muove lungo una certa curva chiusa.

Onda piana

Un'onda si dice piatta se le sue superfici d'onda sono piani paralleli tra loro, perpendicolari alla velocità di fase dell'onda. = f(x, t)).

Consideriamo un'onda sinusoidale piana monocromatica (a frequenza singola) che si propaga in un mezzo omogeneo senza attenuazione lungo l'asse X.

,dove

La velocità di fase di un'onda è la velocità della superficie dell'onda (anteriore),

- ampiezza dell'onda - il modulo della deviazione massima del valore variabile dalla posizione di equilibrio,

– frequenza ciclica, T – periodo di oscillazione, – frequenza d'onda (simile alle oscillazioni)

k - numero d'onda, ha il significato di frequenza spaziale,

Un'altra caratteristica dell'onda è la lunghezza d'onda m, questa è la distanza su cui l'onda si propaga durante un periodo di oscillazione, ha il significato di un periodo spaziale, questa è la distanza più breve tra i punti oscillanti in una fase.

y

La lunghezza d'onda è correlata al numero d'onda dalla relazione , che è simile alla relazione temporale

Il numero d'onda è correlato alla frequenza ciclica e alla velocità di propagazione dell'onda

X
y
y

Le figure mostrano un oscillogramma (a) e un'istantanea (b) di un'onda con i periodi di tempo e spazio indicati. A differenza delle oscillazioni stazionarie, le onde hanno due caratteristiche principali: periodicità temporale e periodicità spaziale.

Proprietà generali delle onde:

1. 
   Le onde trasportano energia.

L'intensità dell'onda è l'energia mediata nel tempo che un'onda elettromagnetica o sonora trasferisce nell'unità di tempo attraverso un'area unitaria di una superficie situata perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda. L'intensità dell'onda è proporzionale al quadrato della sua ampiezza I=W/t∙S, dove W è l'energia, t è il tempo, S è l'area del fronte. I=[W/m2]. Inoltre, l'intensità di qualsiasi onda può essere determinata da I=wv, dove v è la velocità di propagazione dell'onda (gruppo).

2. Le onde esercitano pressione sui corpi (hanno slancio).

3. La velocità di un'onda in un mezzo dipende dalla frequenza dell'onda - dispersione Pertanto, onde di frequenze diverse si propagano nello stesso mezzo a velocità diverse (velocità di fase).

4. Le onde si piegano attorno agli ostacoli - diffrazione.

La diffrazione si verifica quando la dimensione dell'ostacolo è paragonabile alla lunghezza d'onda.

5. All'interfaccia tra due mezzi, le onde vengono riflesse e rifratte.

L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione e il rapporto tra il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di rifrazione è un valore costante per questi due mezzi.

6. Quando le onde coerenti sono sovrapposte (la differenza di fase di queste onde in qualsiasi punto è costante nel tempo), interferiscono - si forma un modello stabile di minimi e massimi di interferenza.

Le onde e le sorgenti che le eccitano si dicono coerenti se la differenza di fase delle onde non dipende dal tempo. Le onde e le sorgenti che le eccitano sono dette incoerenti se la differenza di fase delle onde cambia nel tempo.

Solo le onde della stessa frequenza, in cui si verificano oscillazioni lungo la stessa direzione (cioè onde coerenti), possono interferire. L'interferenza può essere stazionaria o non stazionaria. Solo le onde coerenti possono fornire uno schema di interferenza stazionario. Ad esempio, due onde sferiche sulla superficie dell'acqua, che si propagano da due sorgenti puntiformi coerenti, produrranno un'onda risultante in caso di interferenza. La parte anteriore dell'onda risultante sarà una sfera.

Quando le onde interferiscono, le loro energie non si sommano. L'interferenza delle onde porta a una ridistribuzione dell'energia delle oscillazioni tra varie particelle ravvicinate del mezzo. Ciò non contraddice la legge di conservazione dell'energia perché, in media, per una vasta regione di spazio, l'energia dell'onda risultante è uguale alla somma delle energie delle onde interferenti.

Quando si sovrappongono onde incoerenti, il valore medio dell'ampiezza al quadrato dell'onda risultante è uguale alla somma delle ampiezze al quadrato delle onde sovrapposte. L'energia delle oscillazioni risultanti di ogni punto del mezzo è uguale alla somma delle energie delle sue oscillazioni, dovute a tutte le onde incoerenti separatamente.

7. Le onde vengono assorbite dal mezzo. Con la distanza dalla sorgente, l'ampiezza dell'onda diminuisce, poiché l'energia dell'onda viene parzialmente trasferita al mezzo.

8. Le onde sono sparse in un mezzo disomogeneo.

Scattering - perturbazioni dei campi d'onda causate da disomogeneità del mezzo e oggetti di dispersione collocati in questo mezzo. L'intensità dello scattering dipende dalla dimensione delle disomogeneità e dalla frequenza dell'onda.

onde meccaniche. Suono. Suono caratteristico .

Onda- perturbazione che si propaga nello spazio.

Proprietà generali delle onde:

• 
  trasportare energia;
• 
  avere slancio (fare pressione sui corpi);
• 
  al confine di due mezzi si riflettono e si rifrangono;
• 
  assorbito dall'ambiente;
• 
  diffrazione;
• 
  interferenza;
• 
  dispersione;
• 
  La velocità delle onde dipende dal mezzo attraverso il quale le onde passano.

1. 
   Onde meccaniche (elastiche).

Se in qualsiasi luogo di un mezzo elastico (solido, liquido o gassoso) vengono eccitate oscillazioni di particelle, a causa dell'interazione di atomi e molecole del mezzo, le oscillazioni iniziano a essere trasmesse da un punto all'altro con una velocità finita a seconda di la densità e le proprietà elastiche del mezzo. Questo fenomeno è chiamato onda meccanica o elastica. Si noti che le onde meccaniche non possono propagarsi nel vuoto.

Un caso speciale di onde meccaniche - onde sulla superficie di un liquido, onde che sorgono e si propagano lungo la superficie libera di un liquido o all'interfaccia tra due liquidi immiscibili. Si formano sotto l'influenza di un'influenza esterna, a seguito della quale la superficie del liquido viene rimossa dallo stato di equilibrio. In questo caso sorgono forze che ristabiliscono l'equilibrio: le forze della tensione superficiale e della gravità.

Le onde meccaniche sono di due tipi

Le onde longitudinali accompagnate da deformazioni di trazione e compressione possono propagarsi in qualsiasi mezzo elastico: gas, liquidi e solidi. Le onde trasversali si propagano in quei mezzi in cui compaiono forze elastiche durante la deformazione a taglio, cioè nei solidi.

Di notevole interesse per la pratica sono le onde armoniche semplici o sinusoidali. L'equazione dell'onda sinusoidale piana è:

- il cosidetto numero d'onda ,

– frequenza circolare ,

MA - ampiezza di oscillazione delle particelle.

La figura mostra "istantanee" di un'onda trasversale in due momenti: t e t + Δt. Durante il tempo Δt, l'onda si è spostata lungo l'asse OX di una distanza υΔt. Tali onde sono chiamate onde viaggianti.

La lunghezza d'onda λ è la distanza tra due punti adiacenti sull'asse OX, oscillanti nelle stesse fasi. A distanza uguale alla lunghezza d'onda λ, l'onda percorre un periodo T, quindi,

λ = υT, dove υ è la velocità di propagazione dell'onda.

Per qualsiasi punto scelto sul grafico del processo ondulatorio (ad esempio, per il punto A), la coordinata x di questo punto cambia nel tempo t e il valore dell'espressione ωt – kx non cambia. Dopo un intervallo di tempo Δt, il punto A si sposterà lungo l'asse OX per una certa distanza Δx = υΔt. Di conseguenza: ωt – kx = ω(t + Δt) – k(x + Δx) = cost o ωΔt = kΔx.

Ciò implica:

Pertanto, un'onda sinusoidale viaggiante ha una doppia periodicità - nel tempo e nello spazio. Il periodo di tempo è uguale al periodo di oscillazione T delle particelle del mezzo, il periodo spaziale è uguale alla lunghezza d'onda λ. Il numero d'onda è l'analogo spaziale della frequenza circolare.

1. 
   Suono.

Suono- si tratta di vibrazioni meccaniche che si propagano nei mezzi elastici - gas, liquidi e solidi, percepite dagli organi uditivi. Il suono è un'onda con un'intensità abbastanza bassa.La gamma di frequenze sonore udibili è compresa tra circa 20 Hz e 20 kHz. Vengono chiamate onde con una frequenza inferiore a 20 Hz infrasuoni, e con una frequenza superiore a 20 kHz - ultrasuoni. Si chiamano onde con frequenze da a Hz ipersonico. La branca della fisica che si occupa dello studio dei fenomeni sonori è chiamata acustica.

Qualsiasi processo oscillatorio è descritto da un'equazione. È stato derivato anche per le vibrazioni sonore:

Caratteristiche di base delle onde sonore

Percezione soggettiva del suono (volume, altezza, timbro)

Caratteristiche fisiche oggettive del suono (velocità, intensità, spettro)

La velocità del suono in qualsiasi mezzo gassoso è calcolata dalla formula:

β - comprimibilità adiabatica del mezzo,

ρ - densità.

1. 
   Applicazione del suono

Animali famosi che hanno la capacità di ecolocalizzazione sono pipistrelli e delfini. In termini di perfezione, gli ecolocalizzatori di questi animali non sono inferiori, ma per molti aspetti superano (in termini di affidabilità, precisione, efficienza energetica) i moderni ecolocalizzatori artificiali.

I sonar usati sott'acqua sono chiamati sonar o sonar (il nome sonar è formato dalle lettere iniziali di tre parole inglesi: suono - suono; navigazione - navigazione; portata - portata). I sonar sono indispensabili per studiare il fondale marino (il suo profilo, la profondità), per rilevare e studiare vari oggetti che si muovono in profondità sott'acqua. Con il loro aiuto, possono essere facilmente rilevati sia singoli oggetti di grandi dimensioni o animali, sia branchi di piccoli pesci o molluschi.

Le onde di frequenze ultrasoniche sono ampiamente utilizzate in medicina per scopi diagnostici. Gli scanner a ultrasuoni consentono di esaminare gli organi interni di una persona. Le radiazioni ultrasoniche sono meno dannose per l'uomo rispetto ai raggi X.

Onde elettromagnetiche.

Le loro proprietà.

Onda elettromagnetica è un campo elettromagnetico che si propaga nello spazio nel tempo.

Le onde elettromagnetiche possono essere eccitate solo da cariche in rapido movimento.

L'esistenza delle onde elettromagnetiche fu teoricamente prevista dal grande fisico inglese J. Maxwell nel 1864. Ha proposto una nuova interpretazione della legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica e ha sviluppato ulteriormente le sue idee.

Qualsiasi cambiamento nel campo magnetico genera un campo elettrico a vortice nello spazio circostante, un campo elettrico variabile nel tempo genera un campo magnetico nello spazio circostante.

Figura 1. Un campo elettrico alternato genera un campo magnetico alternato e viceversa

Proprietà delle onde elettromagnetiche basate sulla teoria di Maxwell:

Onde elettromagnetiche trasversale – vettori e sono perpendicolari tra loro e giacciono su un piano perpendicolare alla direzione di propagazione.

Figura 2. Propagazione di un'onda elettromagnetica

I campi elettrici e magnetici in un'onda viaggiante cambiano in una fase.

I vettori in un'onda elettromagnetica itinerante formano la cosiddetta tripletta destra di vettori.

Le oscillazioni dei vettori e si verificano in fase: nello stesso istante, in un punto dello spazio, le proiezioni delle forze dei campi elettrico e magnetico raggiungono un massimo, un minimo o uno zero.

Le onde elettromagnetiche si propagano nella materia con velocità finale

Dove - la permeabilità dielettrica e magnetica del mezzo (la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica nel mezzo dipende da loro),

Costanti elettriche e magnetiche.

La velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto

Densità di flusso di energia elettromagnetica ointensità J chiamata energia elettromagnetica trasportata da un'onda per unità di tempo attraverso la superficie di un'unità di area:

,

Sostituendo qui le espressioni per , e υ, e tenendo conto dell'uguaglianza delle densità volumetriche di energia dei campi elettrico e magnetico in un'onda elettromagnetica, possiamo ottenere:

Le onde elettromagnetiche possono essere polarizzate.

Allo stesso modo, le onde elettromagnetiche hanno tutte le proprietà di base delle onde : trasportano energia, hanno quantità di moto, sono riflesse e rifratte all'interfaccia tra due mezzi, assorbite dal mezzo, esibiscono le proprietà di dispersione, diffrazione e interferenza.

Esperimenti Hertz (rilevamento sperimentale di onde elettromagnetiche)

Per la prima volta, le onde elettromagnetiche sono state studiate sperimentalmente

Hertz nel 1888. Ha sviluppato un progetto di successo di un generatore di oscillazioni elettromagnetiche (vibratore Hertz) e un metodo per rilevarli con il metodo della risonanza.

Il vibratore era costituito da due conduttori lineari, alle estremità dei quali c'erano sfere di metallo che formavano uno spinterometro. Quando è stata applicata un'alta tensione dall'induzione alla carcassa, una scintilla è saltata nello spazio vuoto, cortocircuitando lo spazio. Durante la sua combustione, si è verificato un gran numero di oscillazioni nel circuito. Il ricevitore (risuonatore) consisteva in un filo con uno spinterometro. La presenza di risonanza è stata espressa nell'apparizione di scintille nello spinterometro del risuonatore in risposta a una scintilla che sorgeva nel vibratore.

Pertanto, gli esperimenti di Hertz hanno fornito una solida base per la teoria di Maxwell. Le onde elettromagnetiche previste da Maxwell si sono rivelate realizzate nella pratica.

PRINCIPI DI COMUNICAZIONI RADIO

Comunicazione radiofonica trasmissione e ricezione di informazioni tramite onde radio.

Il 24 marzo 1896, in una riunione del Dipartimento di Fisica della Società Russa di Fisica e Chimica, Popov, usando i suoi strumenti, dimostrò chiaramente la trasmissione di segnali su una distanza di 250 m, trasmettendo il primo radiogramma di due parole al mondo "Heinrich Hertz".

SCHEMA DEL RICEVITORE A.S. POPOV

Popov utilizzava la comunicazione radiotelegrafica (trasmissione di segnali di diversa durata), tale comunicazione può essere eseguita solo utilizzando un codice. Come sorgente di onde radio veniva utilizzato un trasmettitore di scintilla con un vibratore Hertz e un coherer fungeva da ricevitore, un tubo di vetro con limatura di metallo, la cui resistenza, quando un'onda elettromagnetica lo colpisce, diminuisce centinaia di volte. Per aumentare la sensibilità del coherer, una delle sue estremità era collegata a terra e l'altra era collegata a un filo sollevato sopra la Terra, la lunghezza totale dell'antenna era di un quarto di lunghezza d'onda. Il segnale del trasmettitore di scintilla decade rapidamente e non può essere trasmesso su lunghe distanze.

Le comunicazioni radiotelefoniche (voce e musica) utilizzano un segnale modulato ad alta frequenza. Un segnale a bassa frequenza (suono) trasporta informazioni, ma praticamente non viene emesso, e un segnale ad alta frequenza viene emesso bene, ma non trasporta informazioni. La modulazione viene utilizzata per la comunicazione radiotelefonica.

Modulazione - il processo per stabilire una corrispondenza tra i parametri del segnale HF e LF.

In ingegneria radio vengono utilizzati diversi tipi di modulazioni: ampiezza, frequenza, fase.

Modulazione d'ampiezza - variazione dell'ampiezza delle oscillazioni (elettriche, meccaniche, ecc.), che si verificano ad una frequenza molto inferiore alla frequenza delle oscillazioni stesse.

Un'oscillazione armonica ad alta frequenza ω è modulata in ampiezza da un'oscillazione armonica a bassa frequenza Ω (τ = 1/Ω è il suo periodo), t è il tempo, A è l'ampiezza dell'oscillazione ad alta frequenza, T è il suo periodo.

Schema di comunicazione radio che utilizza il segnale AM

Oscillatore AM

L'ampiezza del segnale RF cambia in base all'ampiezza del segnale LF, quindi il segnale modulato viene emesso dall'antenna trasmittente.

Nel radioricevitore, l'antenna ricevente capta le onde radio, nel circuito oscillatorio, a causa della risonanza, viene selezionato e amplificato il segnale su cui è sintonizzato il circuito (la frequenza portante della stazione trasmittente), quindi la componente a bassa frequenza del segnale deve essere selezionato.

Radio rivelatore

Rilevamento – il processo di conversione di un segnale ad alta frequenza in un segnale a bassa frequenza. Il segnale ricevuto dopo il rilevamento corrisponde al segnale sonoro che ha agito sul microfono del trasmettitore. Dopo l'amplificazione, le vibrazioni a bassa frequenza possono essere trasformate in suono.

Rivelatore (demodulatore)

Il diodo viene utilizzato per rettificare la corrente alternata

a) segnale AM, b) segnale rilevato

RADAR

Viene chiamato il rilevamento e la determinazione precisa della posizione degli oggetti e della velocità del loro movimento utilizzando le onde radio radar . Il principio del radar si basa sulla proprietà di riflessione delle onde elettromagnetiche dai metalli.

1 - antenna rotante; 2 - interruttore dell'antenna; 3 - trasmettitore; 4 - ricevitore; 5 - scanner; 6 - indicatore di distanza; 7 - indicatore di direzione.

Per i radar vengono utilizzate onde radio ad alta frequenza (VHF), con il loro aiuto si forma facilmente un raggio direzionale e la potenza di radiazione è elevata. Nella gamma di metri e decimetri - sistemi a traliccio di vibratori, nella gamma di centimetri e millimetri - emettitori parabolici. La localizzazione può essere effettuata sia in modalità continua (per rilevare un bersaglio) che pulsata (per determinare la velocità di un oggetto).

Aree di applicazione del radar:

• 
  Aviazione, astronautica, marina: sicurezza del traffico delle navi con qualsiasi condizione atmosferica ea qualsiasi ora del giorno, prevenzione della loro collisione, sicurezza al decollo, ecc. atterraggi aerei.
• 
  Guerra: rilevamento tempestivo di aerei o missili nemici, regolazione automatica del fuoco antiaereo.
• 
  Radar planetario: misurare la distanza da essi, specificare i parametri delle loro orbite, determinare il periodo di rotazione, osservare la topografia della superficie. Nell'ex Unione Sovietica (1961) - radar di Venere, Mercurio, Marte, Giove. Negli Stati Uniti e in Ungheria (1946) - un esperimento sulla ricezione di un segnale riflesso dalla superficie della luna.

UNA TELEVISIONE

Lo schema delle telecomunicazioni coincide sostanzialmente con lo schema delle comunicazioni radio. La differenza è che, oltre al segnale sonoro, vengono trasmessi un'immagine e segnali di controllo (cambio linea e cambio fotogramma) per sincronizzare il funzionamento del trasmettitore e del ricevitore. Nel trasmettitore questi segnali vengono modulati e trasmessi, nel ricevitore vengono captati dall'antenna e vanno in elaborazione, ciascuno nel proprio percorso.

Considera uno dei possibili schemi per convertire un'immagine in oscillazioni elettromagnetiche usando un iconoscopio:

Con l'aiuto di un sistema ottico, un'immagine viene proiettata sullo schermo a mosaico, a causa dell'effetto fotoelettrico, le celle dello schermo acquisiscono una carica positiva diversa. Il cannone elettronico genera un raggio di elettroni che viaggia attraverso lo schermo, scaricando le celle con carica positiva. Poiché ogni cella è un condensatore, un cambiamento di carica porta alla comparsa di una tensione variabile: un'oscillazione elettromagnetica. Il segnale viene quindi amplificato e immesso nel dispositivo modulante. In un cinescopio, il segnale video viene riconvertito in un'immagine (in modi diversi, a seconda del principio di funzionamento del cinescopio).

Poiché il segnale televisivo trasporta molte più informazioni rispetto alla radio, il lavoro viene svolto ad alte frequenze (metri, decimetri).

Propagazione delle onde radio.
Onde radio -è un'onda elettromagnetica nell'intervallo (10 4

Ogni sezione di questa gamma viene applicata dove i suoi vantaggi possono essere sfruttati al meglio. Le onde radio di diversa portata si propagano a diverse distanze. La propagazione delle onde radio dipende dalle proprietà dell'atmosfera. Anche la superficie terrestre, la troposfera e la ionosfera hanno una forte influenza sulla propagazione delle onde radio.

Propagazione delle onde radio- questo è il processo di trasmissione delle oscillazioni elettromagnetiche della portata radio nello spazio da un luogo all'altro, in particolare da un trasmettitore a un ricevitore.
Onde di frequenze diverse si comportano in modo diverso. Consideriamo più in dettaglio le caratteristiche della propagazione delle onde lunghe, medie, corte e ultracorte.
Propagazione delle onde lunghe.

Le onde lunghe (>1000 m) si propagano:

• 
  A distanze fino a 1-2 mila km a causa della diffrazione sulla superficie sferica della Terra. In grado di andare in giro terra(Figura 1). Quindi la loro propagazione avviene per azione di guida della guida d'onda sferica, senza essere riflessa.

Riso. uno

Qualità della connessione:

stabilità di ricezione. La qualità della ricezione non dipende dall'ora del giorno, dall'anno, dalle condizioni meteorologiche.

Svantaggi:

A causa del forte assorbimento dell'onda mentre si propaga sulla superficie terrestre, sono necessari una grande antenna e un potente trasmettitore.

Le scariche atmosferiche (fulmini) interferiscono.

Utilizzo:

• 
  La gamma è utilizzata per le trasmissioni radiofoniche, per la radiotelegrafia, per i servizi di radionavigazione e per le comunicazioni con i sottomarini.
• 
  Ci sono un piccolo numero di stazioni radio che trasmettono segnali orari accurati e rapporti meteorologici.

Propagazione delle onde medie

Le onde medie ( =100..1000 m) si propagano:

• 
  Come le onde lunghe, sono in grado di piegarsi attorno alla superficie terrestre.
• 
  Come le onde corte, possono anche essere riflesse ripetutamente dalla ionosfera.

A lunghe distanze dal trasmettitore, la ricezione può essere scarsa durante il giorno, ma la ricezione migliora di notte. La forza della ricezione dipende anche dal periodo dell'anno. Pertanto, durante il giorno si diffondono più brevi e di notte fino a quando.

Qualità della connessione:

• 
  Breve raggio di comunicazione. Le stazioni a onde medie sono udibili entro mille chilometri. Ma c'è un alto livello di interferenza atmosferica e industriale.

Utilizzo:

• 
  Utilizzato per comunicazioni ufficiali e amatoriali, nonché principalmente per le trasmissioni.

Diffonderebreve onde

Le onde corte (=10..100 m) si propagano:

• 
  Ripetutamente riflessa dalla ionosfera e dalla superficie terrestre (Fig. 2)

Qualità della connessione:

La qualità della ricezione a onde corte dipende molto da vari processi nella ionosfera associati al livello di attività solare, al periodo dell'anno e all'ora del giorno. Non sono necessari trasmettitori ad alta potenza. Per la comunicazione tra stazioni di terra e veicoli spaziali, non sono adatti, poiché non attraversano la ionosfera.

Utilizzo:

• 
  Per la comunicazione su lunghe distanze. Per la televisione, la trasmissione radiofonica e la comunicazione radio con oggetti in movimento. Ci sono telegrafi dipartimentali e stazioni radio telefoniche. Questa fascia è la più "popolata".

Distribuzione di ultracortionde

Onde ultracorte (

• 
  A volte possono essere riflessi dalle nuvole, dai satelliti artificiali della terra o persino dalla luna. In questo caso, il raggio di comunicazione potrebbe aumentare leggermente.

Qualità della connessione:

La ricezione delle onde ultracorte è caratterizzata dalla costanza dell'udibilità, dall'assenza di sbiadimento, nonché dalla riduzione delle varie interferenze.

La comunicazione su queste onde è possibile solo a distanza di campo visivo l(Fig. 7).

Poiché le onde ultracorte non si propagano oltre l'orizzonte, diventa necessario costruire molti trasmettitori intermedi - ripetitori.

Ripetitore- un dispositivo posto in punti intermedi delle linee di comunicazione radio, che amplifica i segnali ricevuti e li trasmette ulteriormente.

staffetta- ricezione di segnali in un punto intermedio, loro amplificazione e trasmissione nella stessa direzione o in un'altra direzione. La ritrasmissione è progettata per aumentare il raggio di comunicazione.

Esistono due modalità di trasmissione: satellitare e terrestre.

Satellitare:

Un satellite relè attivo riceve il segnale della stazione di terra, lo amplifica e tramite un potente trasmettitore direzionale invia il segnale alla Terra nella stessa direzione o in una direzione diversa.

Terra:

Il segnale viene trasmesso a una stazione radio terrestre analogica o digitale oa una rete di tali stazioni, quindi inviato ulteriormente nella stessa direzione o in una direzione diversa.

1 - trasmettitore radio,

2 - antenna trasmittente, 3 - antenna ricevente, 4 - ricevitore radio.

Utilizzo:

• 
  Contatto satelliti artificiali Terra e

razzi spaziali. Ampiamente usato per trasmissioni televisive e radiofoniche (bande VHF e FM), radionavigazione, radar e comunicazioni cellulari.

I VHF sono suddivisi nelle seguenti gamme:

onde del metro - da 10 a 1 metro, utilizzato per le comunicazioni telefoniche tra navi, navi e servizi portuali.

decimetro - da 1 metro a 10 cm, utilizzato per le comunicazioni satellitari.

centimetro - da 10 a 1 cm, utilizzato nei radar.

millimetro - da 1 cm a 1 mm, utilizzato principalmente in medicina.

Meccanicoonda in fisica è il fenomeno della propagazione delle perturbazioni, accompagnata dal trasferimento di energia di un corpo oscillante da un punto all'altro senza trasportare materia, in qualche mezzo elastico.

Un mezzo in cui esiste un'interazione elastica tra molecole (liquido, gas o solido) è un prerequisito per il verificarsi di disturbi meccanici. Sono possibili solo quando le molecole di una sostanza si scontrano tra loro, trasferendo energia. Un esempio di tali perturbazioni è il suono (onda acustica). Il suono può viaggiare attraverso l'aria, l'acqua o corpo solido ma non nel vuoto.

Per creare un'onda meccanica, è necessaria una certa energia iniziale, che porterà il mezzo fuori equilibrio. Questa energia sarà poi trasmessa dall'onda. Ad esempio, un sasso lanciato in una piccola quantità d'acqua crea un'onda in superficie. Un forte urlo crea un'onda acustica.

I principali tipi di onde meccaniche:

• Suono;
• Sulla superficie dell'acqua;
• terremoti;
• onde sismiche.

Le onde meccaniche hanno picchi e depressioni come tutte movimenti oscillatori. Le loro caratteristiche principali sono:

• Frequenza. Questo è il numero di oscillazioni al secondo. Unità di misura in SI: [ν] = [Hz] = [s -1].
• Lunghezza d'onda. La distanza tra picchi o depressioni adiacenti. [λ] = [m].
• Ampiezza. La massima deviazione del punto medio dalla posizione di equilibrio. [X max] = [m].
• Velocità. Questa è la distanza percorsa da un'onda in un secondo. [V] = [m/s].

Lunghezza d'onda

La lunghezza d'onda è la distanza tra i punti più vicini tra loro, oscillanti nelle stesse fasi.

Le onde si propagano nello spazio. Viene chiamata la direzione della loro propagazione trave e indicato da una linea perpendicolare alla superficie dell'onda. E la loro velocità è calcolata dalla formula:

Il confine della superficie dell'onda, che separa la parte del mezzo in cui le oscillazioni sono già in corso, dalla parte del mezzo in cui le oscillazioni non sono ancora iniziate, - ondadavanti.

Onde longitudinali e trasversali

Uno dei modi per classificare il tipo meccanico delle onde è determinare la direzione del movimento delle singole particelle del mezzo in un'onda in relazione alla direzione della sua propagazione.

A seconda della direzione del movimento delle particelle nelle onde, ci sono:

1. trasversaleonde. Le particelle del mezzo in questo tipo di onde oscillano ad angolo retto rispetto al raggio d'onda. Un'increspatura in uno stagno o le corde vibranti di una chitarra aiuteranno a visualizzare le onde trasversali. Questo tipo di oscillazione non può propagarsi in un mezzo liquido o gassoso, perché le particelle di questi mezzi si muovono in modo casuale ed è impossibile organizzare il loro movimento perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda. Il tipo trasversale delle onde si muove molto più lentamente di quello longitudinale.
2. Longitudinaleonde. Le particelle del mezzo oscillano nella stessa direzione di propagazione dell'onda. Alcune onde di questo tipo sono chiamate onde di compressione o compressione. Vibrazioni longitudinali le molle - compressioni ed estensioni periodiche - forniscono una buona visualizzazione di tali onde. Le onde longitudinali sono le onde più veloci di tipo meccanico. Le onde sonore nell'aria, negli tsunami e negli ultrasuoni sono longitudinali. Questi includono un certo tipo di onde sismiche che si propagano nel sottosuolo e nell'acqua.