Основні властивості хвиль

Слід зауважити, що хвильову природу будь-якого процесу доводять явища інтерференції і дифракції.

Розглянемо деякі властивості хвиль більш докладно:

1.Образование стоячих хвиль

При накладенні прямий і відображеної хвиль, що біжать виникає стояча хвиля. Вона називається стоячій, так як, по-перше, вузли і пучности в просторі не переміщаються, по-друге, вона не переносить енергію в просторі.

Стояча хвиля утворюється стійка, якщо на довжині L укладається ціле число півхвиль.

Будь-яке пружне тіло (наприклад, струна) при вільних коливаннях має основний тон і обертони. Чим більше обертонів має пружне тіло, тим красивіше воно звучить.

Приклади застосування стоячих хвиль:

- духові музичні інструменти (орган, труба)

- струнні музичні інструменти (гітара, піаніно, скрипка)

Інтерференція хвиль - стійке розподіл з плином часу амплітуди коливань в просторі при накладенні когерентних хвиль.

Примітка. Хвилі можна вважати когерентними, якщо:

- вони мають однакові частоти;

- зсув по фазі хвиль, які прийшли в цю точку, величина постійна, тобто не залежить від часу.

В даній точці при інтерференції спостерігається мінімум, якщо різниця ходу хвиль дорівнює непарному числу півхвиль.

В даній точці при інтерференції спостерігається максимум, якщо різниця ходу хвиль дорівнює парним кількості півхвиль або цілому числу довжин хвиль.

При інтерференції відбувається перерозподіл енергії хвиль, тобто в точку мінімуму вона майже не надходить, а в точку максимуму її надходить більше.

Хвилі здатні огинати перешкоди. Так, морські хвилі вільно огинають виступаючий з води камінь, якщо його розміри менше довжини хвилі або порівняти з нею. За каменем хвилі поширюються так, як якщо б його не було зовсім. Точно так же хвиля від кинутого в ставок каменю огинає стирчить з води прутик. Тільки за перешкодою великого, в порівнянні з довжиною хвилі, розміру утворюється "тінь": хвилі за перешкоду не проникають.

Здатністю огинати перешкоди мають і звукові хвилі. Ви можете чути сигнал машини за рогом будинку, коли самої машини не видно. У лісі дерева затуляють ваших товаришів. Щоб їх не втратити, ви починаєте кричати. Звукові хвилі, на відміну від світла, вільно огинають стовбури дерев і доносять ваш голос до товаришів.

отже, ДИФРАКЦІЯ - явище порушення закону прямолінійного поширення хвиль в однорідному середовищі або огибание перешкод хвилями.

На шляху хвилі екран з щілиною:

Довжина щілини багато більше довжини хвилі. Дифракція не спостерігається.