Võnkumiste resonantslevik laine elastses keskkonnas. Vibratsioonide levik elastses keskkonnas

Söödet nimetatakse elastseks, kui selle osakeste vahel on vastasmõju jõud, mis takistavad selle keskkonna deformeerumist. Kui keha võngub sisse elastne keskkond, siis mõjub see kehaga külgneva keskkonna osakestele ja paneb need toimima sunnitud vibratsioonid. Võnkekeha lähedal asuv keskkond on deformeerunud ja elastsed jõud. Need jõud mõjutavad keskkonna osakesi, mis asuvad kehast üha kaugemal, viies need tasakaaluasendist välja. Järk-järgult kaasatakse kõik keskkonna osakesed võnkuv liikumine.

Kehad, mis põhjustavad keskkonnas levivaid elastseid laineid, on laineallikad(võnkuvad häälekahvlid, muusikariistade keeled).

elastsed lained nimetatakse mehaanilisteks häireteks (deformatsioonideks), mida tekitavad elastses keskkonnas levivad allikad. Elastsed lained ei saa vaakumis levida.

Laineprotsessi kirjeldamisel peetakse keskkonda pidevaks ja pidevaks ning selle osakesed on lõpmata väikesed (lainepikkusega võrreldes piisavalt väikesed) ruumalaelemendid, milles suur hulk molekulid. Kui laine levib pidevas keskkonnas, on võnkumistes osalevatel keskkonna osakestel igal ajahetkel teatud võnkefaasid.

Moodustub samades faasides võnkuva keskkonna punktide asukoht laine pind.

Lainepinda, mis eraldab keskkonna võnkuvaid osakesi osakestest, mis pole veel võnkuma hakanud, nimetatakse lainefrondiks, olenevalt lainefrondi kujust on lained tasapinnalised, sfäärilised jne.

Lainefrondiga risti laine levimise suunas tõmmatud joont nimetatakse kiireks. Kiir näitab laine levimise suunda.;;

AT lennuki laine lainepinnad on tasandid, mis on risti laine levimise suunaga (joon. 15.1). Tasapinnalisi laineid saab tasapinnalises vannis vee pinnal tasapinnalise varda vibratsiooni abil.

Sfäärilises laines on lainepinnad kontsentrilised sfäärid. Sfäärilise laine võib tekitada homogeenses elastses keskkonnas pulseeriv kuul. Selline laine levib kõigis suundades ühesuguse kiirusega. Kiired on sfääride raadiused (joon. 15.2).

1. lehekülg

Vibratsiooni levimise protsessi elastses keskkonnas nimetatakse heliks.

Võnkumiste levimise protsessi ruumis nimetatakse laineks. Piiri, mis eraldab võnkuvaid osakesi osakestest, mis pole veel võnkuma hakanud, nimetatakse veefrondiks. Laine levimist keskkonnas iseloomustab kiirus, mida nimetatakse kiiruseks ultraheli laine. Lähimate samamoodi (samas faasis) võnkuvate osakeste vahelist kaugust nimetatakse lainepikkuseks. Läbivate lainete arv antud punkt 1 sekundi jooksul nimetatakse ultraheli sageduseks.

Elastses keskkonnas võnkumiste levimise protsessi nimetatakse laineliikumiseks ehk elastseks laineks.

Ruumis võnkumiste levimise protsessi ajas nimetatakse laineks. Söötme elastsusomaduste tõttu levivaid laineid nimetatakse elastseteks. Elastsed lained on risti- ja pikisuunalised.

Vibratsiooni levimise protsessi elastses keskkonnas nimetatakse laineks. Kui võnke suund langeb kokku laine levimise suunaga, siis nimetatakse sellist lainet pikilaineks, näiteks helilaineks õhus. Kui võnke suund on laine levimise suunaga risti, siis nimetatakse sellist lainet põiklaineks.

Võnkumiste levimise protsessi ruumis nimetatakse laineprotsessiks.

Võnkumiste levimise protsessi ruumis nimetatakse laineks.

Vibratsiooni levimise protsessi elastses keskkonnas nimetatakse laineks. Kui võnke suund langeb kokku laine levimise suunaga, siis nimetatakse sellist lainet pikilaineks, näiteks helilaineks õhus. Kui võnke suund on laine levimise suunaga risti, siis nimetatakse sellist lainet põiklaineks.

Osakeste võnkumiste levimise protsessi elastses keskkonnas nimetatakse laineprotsessiks või lihtsalt laineks.

Vedeliku- või gaasiosakeste kõikumiste levimise protsessid torus muudavad selle seinte mõju keeruliseks. Kaldpeegeldused piki toru seinu loovad tingimused radiaalvõnkumiste tekkeks. Olles seadnud ülesandeks uurida vedelate või gaasiosakeste aksiaalseid vibratsioone kitsastes torudes, peame arvestama mitmete tingimustega, mille korral võib radiaalseid vibratsioone tähelepanuta jätta.

Laine on võnkumiste levimise protsess keskkonnas. Iga söötme osake võngub tasakaaluasendi ümber.

Laine on vibratsiooni levimise protsess.

Meie poolt käsitletav võnkumiste levimise protsess elastses keskkonnas on näide laineliikumisest või, nagu tavaliselt öeldakse, lainetest. Nii näiteks selgub, et elektromagnetlained(vt § 3.1) võivad levida mitte ainult aines, vaid ka vaakumis. Niinimetatud gravitatsioonilained(gravitatsioonilained), mille abil kanduvad edasi kehade gravitatsiooniväljade häired, mis on tingitud nende kehade masside või nende asukoha muutumisest ruumis. Seetõttu on füüsikas lained kõik ruumis levivad aine oleku või välja häired. Nii näiteks on helilained gaasides või vedelikes nendes keskkondades levivad rõhukõikumised ja elektromagnetlained on ruumis leviva elektromagnetvälja tugevuste E ja H kõikumised.

Olgu võnkuv keha keskkonnas, mille kõik osakesed on omavahel seotud. Sellega kokkupuutuva keskkonna osakesed hakkavad võnkuma, mille tagajärjel tekivad selle kehaga külgnevates keskkonnapiirkondades perioodilised deformatsioonid (näiteks kokkusurumine ja pinge). Deformatsioonide käigus tekivad keskkonnas elastsed jõud, mis kipuvad kandja osakesi nende algsesse tasakaaluolekusse tagasi viima.

Seega, perioodilised deformatsioonid, mis on tekkinud elastse keskkonna mõnes kohas, levivad teatud kiirusega, sõltuvalt keskkonna omadustest. Sel juhul ei satu laine keskkonna osakesi endasse edasi liikumine, kuid sooritavad võnkuvaid liikumisi oma tasakaaluasendi ümber, kandub keskkonna ühest osast teise edasi ainult elastne deformatsioon.

Võnkulise liikumise levimise protsessi keskkonnas nimetatakse laineprotsess või lihtsalt Laine. Mõnikord nimetatakse seda lainet elastseks, kuna see on põhjustatud keskkonna elastsusomadustest.

Sõltuvalt osakeste võnkumiste suunast laine levimise suuna suhtes eristatakse piki- ja põiklaineid.Põik- ja pikisuunaliste lainete interaktiivne demonstratsioon

Pikisuunaline laine – see on laine, milles keskkonna osakesed võnguvad mööda laine levimise suunda.

Pikal, suure läbimõõduga pehmel vedrul võib täheldada pikisuunalist lainet. Vedru ühte otsa lüües on märgata, kuidas järjestikused kondensatsioonid ja selle keerdude harvendamine levivad vedru mööda, jooksevad üksteise järel. Joonisel on punktid kujutatud vedru mähiste asukohta puhkeolekus ja seejärel vedru mähiste asendit järjestikuste intervallidega, mis on võrdsed veerandiga perioodist.

põiklaine - See on laine, milles keskkonna osakesed võnguvad laine levimise suunaga risti olevates suundades.

Vaatleme üksikasjalikumalt põiklainete moodustumise protsessi. Võtame tõelise stringi mudeliks palliketi ( materiaalsed punktid), seotud sõber teiste elastsusjõududega. Joonisel on kujutatud põiklaine levimisprotsess ja pallide asukohad järjestikuste ajavahemike järel, mis on võrdsed veerandiga perioodist.

Algsel ajahetkel (t0 = 0) kõik punktid on tasakaalus. Siis tekitame häire, kaldudes punkti 1 tasakaaluasendist kõrvale väärtuse A võrra ja 1. punkt hakkab võnkuma, 2. punkt, mis on elastselt ühendatud 1.-ga, tuleb võnkeliikumisele veidi hiljem, 3. - veelgi hiljem jne. .. Pärast veerandi võnkeperioodi ( t 2 = T 4 ) levib 4. punktini, on 1. punktil aega oma tasakaaluasendist kõrvale kalduda maksimaalne vahemaa, mis on võrdne võnkumiste amplituudiga A. Poole perioodi pärast naaseb allapoole liikuv 1. punkt tasakaaluasendisse, 4. punkt kaldub tasakaaluasendist kõrvale võnkumiste amplituudiga A võrdse vahemaa võrra, laine levib 7. punkt jne.

Selleks ajaks t5 = T 1. punkt, olles teinud täieliku võnkumise, läbib tasakaaluasendi ja võnkuv liikumine levib 13. punkti. Kõik punktid 1. kuni 13. paiknevad nii, et moodustavad tervikliku laine, mis koosneb lohud ja kamm.

Nihkelainete levimise demonstreerimine

Laine tüüp sõltub keskkonna deformatsiooni tüübist. Pikilained on tingitud surve- - tõmbedeformatsioonist, põiklained - nihkedeformatsioonist. Seetõttu on gaasides ja vedelikes, milles elastsed jõud tekivad ainult kokkusurumise ajal, ristlainete levimine võimatu. AT tahked ained elastsusjõud tekivad nii kokkusurumise (pinge) kui ka nihke ajal, seetõttu on neis võimalik nii piki- kui põiklainete levik.

Nagu joonised näitavad, võngub keskkonna iga punkt nii põik- kui ka pikilainetes ümber oma tasakaaluasendi ja nihkub sellest mitte rohkem kui amplituudi võrra ning keskkonna deformatsiooniseisund kandub keskkonna ühest punktist teine. Oluline erinevus elastsed lained keskkonnas selle osakeste mis tahes muust korrastatud liikumisest tuleneb asjaolu, et lainete levik ei ole seotud aine ülekandega keskkonnas.

Esitluste eelvaate kasutamiseks looge Google'i konto (konto) ja logige sisse: https://accounts.google.com

Slaidide pealdised:

Tunni teema: Vibratsiooni levik elastses keskkonnas. Lained

Tihe keskkond on keskkond, mis koosneb suur hulk osakesed, mille vastastikmõju on väga lähedane elastsusele

Vibratsioonide levimise protsessi elastses keskkonnas aja jooksul nimetatakse mehaaniliseks laineks.

Laine tekkimise tingimused: 1. Elastse keskkonna olemasolu 2. Vibratsiooniallika olemasolu - keskkonna deformatsioon

Mehaanilised lained võivad levida ainult mingis keskkonnas (aines): gaasis, vedelikus, tahkes aines. vaakumis mehaaniline laine ei saa tekkida.

Laineid tekitavad võnkuvad kehad, mis tekitavad ümbritsevas ruumis keskkonna deformatsiooni.

LAINED pikisuunas põiki

Pikisuunalised - lained, milles esinevad võnked levimissuunas. Esinevad mis tahes keskkonnas (vedelikud, gaasid, tahked kehad).

Ristsuunaline – mille puhul esinevad võnkumised laine liikumise suunaga risti. Esineb ainult tahketes kehades.

Vedeliku pinnal olevad lained ei ole piki- ega põikisuunalised. Kui visata väike pall veepinnale, on näha, et see liigub lainetel õõtsudes mööda ringikujulist rada.

Laineenergia Rändav laine on laine, kus energia kandub üle ilma aine ülekandmiseta.

Tsunami lained. Laine ei kanna ainet, vaid laine kannab sellist energiat, mis toob kaasa suuri katastroofe.

Teemal: metoodilised arendused, ettekanded ja märkmed

Füüsikatunni metoodiline arendus Täisnimi: Raspopova Tatjana Nikolajevna Ametikoht: füüsikaõpetaja Pealkiri haridusasutus: MKOU Djoginsky keskkool Klass: 8 Programmi jaotis: "Rikkumised ...

Ettekanne 8. klassi füüsikatunnis teemal “ helilained sisse erinevaid keskkondi". Sisaldab erinevat tüüpi tegevused tunnis. See on kordus iseseisev töö, aruanded, katsed...

Õppetund "Valguse levik homogeenses keskkonnas"

Õpilased peaksid tutvuma valguse sirgjoonelise levimise seadusega; mõistetega "punktvalgusallikas" ja "vari" ...

Vabade harmooniliste võnkumiste võrrand vooluringis. Vibratsioonide matemaatiline kirjeldus

Seda tööd saab kasutada 11. klassis teema õppimisel: "Elektromagnetilised võnked." Materjal on mõeldud selgitamiseks uus teema ja kordamine...

Et mõista, kuidas vibratsioonid keskkonnas levivad, alustame kaugelt. Kas olete kunagi mererannas puhanud, jälgides metoodiliselt liival jooksvaid laineid? Imeline vaatepilt, kas pole? Aga sellest vaatemängust võib lisaks naudingule leida ka kasu, kui vähegi mõelda ja arutleda. Arutleme ka selleks, et oma vaimule kasu tuua.

Mis on lained?

Üldtunnustatud seisukoht on, et lained on vee liikumine. Need tekivad mere kohal puhuva tuule tõttu. Aga selgub, et kui lained on vee liikumine, siis ühes suunas puhuv tuul peaks mõne aja pärast lihtsalt mööduma enamus merevesiühest mere otsast teise. Ja siis kuskil, näiteks Türgi rannikul, oleks vesi läinud rannikust mitu kilomeetrit ja Krimmis oleks olnud üleujutus.

Ja kui sama mere kohal puhuvad kaks erinevat tuult, võiksid nad kuskil tohutu augu otse vette korraldada. Seda aga ei juhtu. Muidugi on orkaanide ajal rannikualade üleujutusi, aga meri lihtsalt toob oma lained kaldale, mida kaugemal need on, seda kõrgemal, aga ise ei liigu.

Vastasel juhul võivad mered koos tuultega üle kogu planeedi rännata. Seetõttu selgub, et vesi ei liigu lainetega kaasa, vaid jääb paigale. Mis on siis lained? Mis on nende olemus?

Kas vibratsiooni levimine on lained?

Võnkumisi ja laineid peetakse 9. klassil füüsika kursusel ühes teemas. Loogiline on siis eeldada, et need on kaks sama laadi nähtust, et need on omavahel seotud. Ja see on täiesti tõsi. Vibratsioonide levimine keskkonnas on see, mis on lained.

Seda on väga lihtne selgelt näha. Siduge köie üks ots millegi liikumatu külge, tõmmake teine ​​ots ja seejärel raputage seda kergelt.

Näete, kuidas lained nöörist käsitsi jooksevad. Samas köis ise ei liigu sinust eemale, vaid võngub. Mööda seda levivad allika vibratsioonid ja nende vibratsioonide energia kandub edasi.

Sellepärast viskavad lained esemeid kaldale ja langevad jõuga, nad ise edastavad energiat. Aine ise aga ei liigu. Meri jääb oma õigele kohale.

Piki- ja põiklained

On piki- ja põiklaineid. Nimetatakse laineid, milles võnkumine toimub nende levimise suunas pikisuunaline. AGA põiki Lained on vibratsiooni suunaga risti levivad lained.

Mis sa arvad, et lained olid köie peal või mere lained? Meie köie näites olid nihkelained. Meie võnkumised olid suunatud üles-alla ning laine levis mööda köit ehk risti.

Meie näites pikisuunaliste lainete saamiseks peame trossi asendama kumminööriga. Juhtme liikumatult tõmmates peate seda sõrmedega teatud kohas venitama ja vabastama. Nööri venitatud segment tõmbub kokku, kuid selle venitamise-kokkutõmbumise energia kandub mõnda aega mööda nööri edasi võnkude kujul.