Valovni proces. Splošne ideje o valovnih procesih. Teorija valovnih procesov

Valovi nas obkrožajo povsod, saj živimo v svetu gibov in zvokov. Kakšna je narava valovnega procesa, kaj je bistvo teorije valovnih procesov? Vzemimo to v primeru poskusov.

Koncept valov v fiziki

Skupni pojem za mnoge procese je prisotnost zvoka. Po definiciji zvoka je rezultat hitrih oscilatornih gibanj, ki jih povzročajo zrak ali drugi mediji, ki jih zaznavajo naši slušni organi. Poznavanje te definicije lahko nadaljujemo z obravnavo koncepta "valovnega procesa". Obstajajo številni poskusi, ki nam omogočajo vizualno pregledovanje tega pojava.

Proučevane valovne procese v fiziki lahko opazimo v obliki radijskih valov, zvočnih valov, kompresijskih valov z uporabo vokalnih žic. Razširijo se skozi zrak.

Če želite vizualizirati koncept v lužini, vrzite kamen in označite širjenje učinkov. To je primer gravitacijski val. Do tega pride zaradi dviganja in spuščanja tekočine.

Akustika

Celoten odsek je posvečen študiji lastnosti zvoka v fiziki, ki se imenuje "Akustika". Poglejmo, kaj opisuje. Osredotočili se bomo na pojav in procese, v katerih vse še ni jasno, na problemih, ki čakajo na rešitev.

Akustika, tako kot drugi deli fizike, še vedno vsebuje veliko nerešenih skrivnosti. Še vedno jih je treba odpreti. Zdaj razmišljamo o valovnem procesu v akustiki.

Zvok

Ta koncept je povezan s prisotnostjo vibracijskih gibov, ki jih proizvajajo delci medija. Zvok je vrsta oscilatornih procesov, povezanih z nastankom valov. V procesu nastajanja v mediju stiskanja in odvajanja nastane valovni proces.

Parametri valovne dolžine so odvisni od narave medija, kjer potekajo nihajni procesi. Praktično vsi pojavi, ki se pojavljajo v naravi, so povezani s prisotnostjo zvočnih vibracij in zvočnih valov, ki se razširjajo v mediju.

Primeri določanja valovnega procesa v naravi

Ti premiki lahko informirajo o pojavu valovnega procesa. Visokofrekvenčni zvočni valovi se lahko razširijo na tisoče kilometrov, na primer, če pride do vulkanskega izbruha.

Ko je potres močno akustično in geoakustično nihanje, ki se lahko registrira s posebnimi zvočnimi sprejemniki.

Z podvodnim potresom je zanimiv in grozen fenomen - cunami, ki je ogromen val, ki se je zgodil z močnimi podzemnimi ali podvodnimi manifestacijami elementov.

Zahvaljujoč akustiki lahko dobite informacije o tem, kaj se približuje cunamiju. Veliko teh pojavov je že dolgo znano. Toda do zdaj so nekateri pojmi fizike zahtevni študiji. Zato, če želite preučiti uganke, ki še niso razkrite, zvočni valovi pridejo na reševanje.

Teorija tektonike

V 18. stoletju se je rodila »hipoteza katastrof«. V tem času pojmi "elementarno" in "pravilnost" niso bili povezani. Potem so ugotovili, da je starost dna svetovnega oceana veliko mlajša od zemlje, in ta površina se nenehno posodablja.

V tem času je, zahvaljujoč novemu pogledu na Zemljo, nastala nenavadna hipoteza v teoriji "Tektonika litosferičnih plošč", ki navaja, da se zemeljska plašča premika in nebo plava. Takšen proces je kot gibanje večnega ledenega pomika.

Za razumevanje opisanega procesa je pomembno, da se znebimo stereotipov in običajnih stališč, da uresničimo druge vrste bitja.

Nadaljnji dosežki znanosti

Geološko življenje na Zemlji ima čas in stanje materije. Znanost je uspela ponovno oblikovati podobnost. Na morskem dnu je neprekinjeno gibanje, v katerem pride do prekinitve in oblikovanje razkol grebeni, ko je nova snov iz globin zemlje, ki leži na površini in postopoma ohladi.

V tem trenutku se na morskih procesih pojavijo, ko na površini zemeljskega plašča plavajo ogromne plošče litosfere - zgornja kamnita lupina zemlje, ki nosi celine in morsko dno.

Število takšnih plošč je približno deset. Maska je nemirna, zato se litosferske plošče začnejo premikati. V laboratoriju je ta proces videti elegantno.

V naravi to ogroža geološko katastrofo - potres. Razlog gibanja litosfernih plošč so globalni procesi konvekcije, ki se pojavljajo v globinah zemlje. Rezultat bo cunami.

Japonska

Med drugimi seizmično nevarnimi območji zemlje, Japonska zavzema posebno mesto, ta veriga otokov se imenuje "ognjeni pas".

Po natančnem nadzoru dihanja zemeljskega nebesnega dela je mogoče predvideti katastrofalno katastrofo. Za preučevanje nihajnih procesov je bila v zemljo uvedena super-vrtalna naprava. Vdrla je do globine 12 km in znanstvenikom je omogočila sklepanje o prisotnosti določenih kamnin v zemlji.

Hitrost elektromagnetnega vala se preučuje na pouku fizike v 9. razredu. Pokažite izkušnje z utežmi, nameščenimi na enaki razdalji drug od drugega. Povezani so z enakimi izviri običajne vrste.

Če premaknete prvo težo v desno za določeno razdaljo, druga ostane v istem položaju za nekaj časa, vendar se pomlad že začne z naročilom.

Opredelitev izraza "val"

Ker se je takšen postopek zgodil, je bila elastična sila, ki bi potisnila drugo težo. Po pospešeni dobi bo pospešil, se premaknil v to smer in stisnil vzmet med drugo in tretjo težo. Po drugi strani pa se bo tretja pospešila, začela pospeševati, se bo premaknila in vplivala na četrto pomlad. Tako bo proces nastal na vseh elementih sistema.

V tem primeru se bo premik drugega tovora v času pojavil pozneje kot prvi. Preiskava vedno zaostaja za razlogom.

Tudi premik drugega tovora bo povzročil premik tretjega. Ta proces se običajno širi na desno.

Če se je prvi tovor začel nihati po harmoničnem zakonu, se bo ta postopek razširil na drugo težo, vendar z zamudo. Posledično, če naredite prvo nihanje obremenitve, lahko dobite vibracije, ki se bodo s časom razširile v vesolje. To je definicija valovanja.

Vrste valov

Predstavljajte si snov, ki je sestavljena iz atomov, so:

• imajo maso - kot je bilo predlagano v izkušnjah z utežmi;
• povezujejo med seboj, tvori trdno telo s kemičnimi vezmi (kot je razloženo v eksperimentu z vzmetjo).

Iz tega sledi, da je snov sistem, ki spominja na model iz izkušenj. Lahko se razdeli mehanski val. Ta proces je povezan s pojavom elastičnih sil. Takšni valovi se pogosto imenujejo "elastični".

Obstajata dve vrsti elastičnih valov. Da jih določite, lahko vzamete dolgo vzmet, ga pritrdite na eni strani in se pomaknite v desno. Torej vidite, da je smer razmnoževanja valov - vzdolž pomladi. Delci medija so premaknjeni v isti smeri.

V takšnem valu narava smeri nihanja delcev sovpada s smerjo širjenja valovanja. Ta koncept se imenuje "vzdolžni val".

Če ste se raztezajo spomladi-naložen in da ji časa, da pridejo do počitka, nato pa nenadoma spremeni položaj v navpični smeri, bomo videli, da je val širi po pomladi in se večkrat odraža.

Toda smer oscilacije delcev je zdaj navpična in širjenje vala je vodoravno. To je prečni val. Lahko obstaja le v trdnih delih.

Hitrost elektromagnetnih valov različnih vrst je drugačna. Seizmologi uspešno uporabljajo to lastnost, da bi določili razdaljo do potresnih žarišč.

Ko se val razmnožuje, obstaja vibracija delcev vzdolž ali čez, vendar to ne spremlja prenos snovi, ampak le s premikom. Tako je navedeno v učbeniku "Physics" 9 razreda.

Karakteristika valovne enačbe

Enačba valov v fizikalni znanosti je vrsta linearne hiperbolične diferencialne enačbe. Uporablja se tudi za druga področja, ki pokrivajo teoretično fizika. To je ena od enačb, ki jih matematična fizika uporablja za izračune. Zlasti so opisani gravitacijski valovi. Uporabljajo se za opis procesov:

• v akustiki, praviloma linearni;
• v elektrodinamiki.

Valovni procesi so prikazani v izračunu za večdimenzionalni primer homogene valovne enačbe.

Razlika med valom in nihanjem

Čudovita odkritja izhajajo iz meditacij na navaden pojav. Galileo je vzel rit nad svojim srcem za standard časa. Tako je bila ugotovljena nenehnost nihanja nihala nihala - eno od glavnih določb mehanike. To je absolutno samo za matematično nihalo - idealen oscilacijski sistem, za katerega je značilno:

• ravnovesni položaj;
• sila, ki vrne telo v ravnovesni položaj, ko odstopa;
• prehodi energije v primeru nihanja.

Za odstranitev sistema iz ravnotežja je potreben pogoj za pojav nihanj. V tem primeru se poroča o določeni energiji. Različni oscilacijski sistemi zahtevajo različne vrste energije.

Oscilacija je proces, za katerega je značilno stalno ponavljanje gibanja ali stanja sistema v določenih časovnih obdobjih. Jasen prikaz oscilatornega procesa je primer nihalnega nihala.

V skoraj vseh naravnih pojavih opazimo oscilacijski in valovni proces.

Val je funkcija motenja ali spreminjanja stanja medija, ki se razmnožuje v vesolju, in nosi energijo, ne da bi bilo treba nositi snov. To je značilna lastnost valovnih procesov, ki so jih dolgo časa preučevali v fiziki. Pri raziskovanju lahko določite valovno dolžino.

Zvočni valovi lahko obstajajo na vseh področjih, niso prisotni samo v vakuumu. Elektromagnetni valovi imajo posebne lastnosti. Lahko obstajajo povsod, tudi v vakuumu.

Energija vala je odvisna od njegove amplitude. Krožni val, ki razmišlja iz vira, razprši energijo v prostoru, zato se njegova amplituda hitro zmanjša.

Linearni val ima zanimive lastnosti. Njegova energija se v prostoru ne razpusti, zato se amplituda takih valov zmanjša samo zaradi sile trenja.

Smer razširjanja valov predstavljajo žarki, ki so pravokotni na prednji del valovanja.

Kot med incidentnim žarkom in normalno je kot incidence. Med normalnim in odraženim žarkom je kot refleksije. Enakost teh kotov je ohranjena za vsak položaj pregrade glede na sprednji val.

Ko se valovi srečujejo v nasprotnih smereh, lahko nastane stalni val.

Rezultati

Delci medija med sosednjimi vozlišči stojnega valovanja oscilirajo v isti fazi. To so parametri valovnega procesa, določeni v valovnih enačbah. Ko se valovi srečajo, je mogoče opaziti povečanje in zmanjšanje amplitude.

Poznavanje osnovnih značilnosti valovnega procesa lahko določite amplitudo dobljenega vala na določeni točki. Ugotovili bomo, v kateri fazi bo val iz prvega in drugega vira prišel do te točke. In faze so nasprotne.

Če je razlika v poti neparna števila polovičnih valov, bo amplituda dobljenega vala na tej točki minimalna. Če je razlika v poti nič ali celo število valovnih dolžin, se na točki srečanja opazita povečanje amplitude rezultirajočega vala. To je interferenčni vzorec ko so valovi dodani iz dveh virov.

Pogostost elektromagnetnih valov je določena v sodobni tehnologiji. Sprejemna naprava mora zapisati šibke elektromagnetne valove. Če postavite reflektor, bo sprejemnik prejel več energijskih valov. Sistem reflektorja je nastavljen tako, da ustvari največji signal na sprejemni napravi.

Karakteristike valovnega procesa temeljijo na sodobnih pojmih narave svetlobe in strukture snovi. Tako se pri učenju po učbeniku fizike 9. razreda lahko uspešno naučimo rešiti probleme s področja mehanike.