Почему в газах и жидкостях не существует поперечных волн кратко
Обновлено: 05.07.2024
Волновые процессы широко распространены в природе, и различны физические причины, их вызывающие.
Но, подобно колебаниям, все виды волн описываются количественно одинаковыми законами.
Что называется волной?
Волна — это колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.
Отдельные частицы твердого, жидкого или газообразного тела взаимодействуют друг с другом.
И если какая- либо частица тела начинает совершать колебательные движения, то в результате взаимодействия между частицами это движение начинает распространяться во все стороны.
Волна — это колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.
Причины, вызывающие волну
В воздухе, твердых телах и внутри жидкостей механические волны возникают благодаря действию сил упругости.
Эти силы осуществляют связь между отдельными частями тела.
Образование волн на поверхности воды вызывают сила тяжести и сила поверхностного натяжения.
Поперечные волны
Например, если один конец резинового шнура закрепить и, слегка натянув шнур рукой, привести другой его конец в колебательное движение, то по шнуру побежит волна.
Скорость волны будет тем больше, чем сильнее натянут шнур.
Волна добежит до точки закрепления шнура, отразится и побежит назад.
Каждый участок шнура колеблется относительно своего неизменного положения равновесия.
При распространении волны вдоль шнура колебания совершаются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны - такие волны называются поперечными.
В поперечной волне смещения отдельных участков среды происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
При этом возникает упругая деформация, называемая деформацией сдвига.
Отдельные слои вещества сдвигаются относительно друг друга.
При деформации сдвига в твердом теле возникают силы упругости, стремящиеся вернуть тело в исходное состояние.
Именно силы упругости и вызывают колебания частиц среды.
Сдвиг слоев относительно друг друга в газах и жидкостях не приводит к появлению сил упругости.
Поэтому в газах и жидкостях не могут существовать поперечные волны.
Поперечные волны возникают только в твердых телах.
Продольные волны
Колебания частиц среды могут происходить и вдоль направления распространения волны - такая волна называется продольной.
Продольную волну удобно наблюдать на длинной мягкой пружине большого диаметра.
Ударив ладонью по одному из концов пружины, можно заметить, как сжатие бежит по пружине.
С помощью серии последовательных ударов можно возбудить в пружине волну, представляющую собой последовательные сжатия и растяжения пружины, бегущие друг за другом.
В продольной волне смещения отдельных участков среды происходят в направлении распространения волны.
В продольной волне происходит деформация сжатия.
Силы упругости, связанные с этой деформацией, возникают как в твердых телах, так и в жидкостях и газах.
Эти силы вызывают колебания отдельных участков среды.
Поэтому продольные волны могут распространяться во всех упругих средах.
Скорость волны.
Волны любой природы не распространяются в пространстве мгновенно.
Их скорость конечна.
Волны на поверхности воды удобны для наблюдения, так как скорость их распространения сравнительно невелика.
В твердых телах скорость продольных волн больше скорости поперечных.
Это учитывается при определении расстояния от очага землетрясения до сейсмической станции.
Вначале на станции регистрируется продольная волна, так как ее скорость в земной коре больше, чем поперечной.
Спустя некоторое время регистрируется поперечная волна, возбуждаемая при землетрясении одновременно с продольной.
Зная скорости продольных и поперечных волн в земной коре и время запаздывания поперечной волны, можно определить расстояние до очага землетрясения.
Энергия волны.
При распространении механической волны движение передается от одних частиц среды к другим.
С передачей движения связана передача энергии.
Основное свойство всех волн независимо от их природы состоит в том, что волна переносит энергию, но не переносит вещество среды.
Энергия поступает от источника, возбуждающего колебания начала шнура, струны и т. д., и распространяется вместе с волной.
Через любое поперечное сечение, например шнура, передается энергия.
Эта энергия слагается из кинетической энергии движения частиц среды и потенциальной энергии их упругой деформации.
Постепенное уменьшение амплитуды колебаний частиц при распространении волны связано с превращением части механической энергии во внутреннюю.
Механические волны. Физика, учебник для 11 класса - Класс!ная физика
Для корректного отображения информации рекомендуем добавить наш сайт в исключения вашего блокировщика баннеров.
Для просмотра в натуральную величину нажмите на картинку
Идея нашего сайта - развиваться в направлении помощи ученикам школ и студентам. Мы размещаем задачи и решения к ним. Новые задачи, которые недавно добавляются на наш сайт, временно могут не содержать решения, но очень скоро решение появится, т.к. администраторы следят за этим. И если сегодня вы попали на наш сайт и не нашли решения, то завтра уже к этой задаче может появится решение, а также и ко многим другим задачам. основной поток посетителей к нам - это из поисковых систем при наборе запроса, содержащего условие задачи
Читайте также: