Стоячі хвилі і способи їх утворення
Поширення і відображення збурень
Відомо, що обурення частини натягнутою гумової трубки або пружини переміщається по її довжині. Коли обурення досягає кінця трубки, то воно відбивається незалежно від того, закріплений кінець трубки або вільний. На малюнку один кінець гумової трубки жорстко закріплений в стіні, а інший кінець знаходиться в руці.
За утримуваний кінець різко смикають вгору і потім приводять його в початкове положення. Утворився на трубці гребінь рухається уздовж трубки до стіни, де він відбивається. При цьому відбита хвиля має форму западини, т. Е. Знаходиться нижче середнього положення трубки, в той час як вихідна пучность перебувала вище. З чим пов'язана така позиція відмінність?
Уявімо кінець гумової трубки, закріплений в стіні. Оскільки він закріплений, він не може рухатися. Спрямована вгору сила прийшов імпульсу прагне змусити рухатися його вгору (див. Рис.). Однак оскільки він не може рухатися, то має бути присутня рівна і протилежно спрямована вниз сила, яка виходить від опори і прикладена до кінця гумової трубки, і тому відбитий імпульс розташовується пучності вниз. Різниця фаз відбитого і вихідного імпульсів дорівнює 180 °.
стоячі хвилі
Коли рука, що утримує гумову трубку, рухається вгору і вниз і частота руху поступово збільшується, то досягається точка, при якій виходить одиночна пучность (рис. А). Подальше збільшення частоти коливання руки призведе до утворення подвійної пучности (рис. 6). Якщо ви прохронометріруете частоту рухів руки, то ви побачите, що їх частота подвоїлася. Оскільки важко рухати рукою швидше, краще застосувати механічний вібратор (мал. В).
Металевий стрижень всередині електромагнітної котушки вібрує з частотою, керованої генератором. Освічені хвилі називаються стоячими або стаціонарними хвилями. Вони утворюються, тому що відбита хвиля накладається на падаючу. Це явище відоме як інтерференція. Тут присутні дві хвилі: падаюча і відбита. Вони мають однакові частоту, амплітуду і довжину хвилі. але поширюються в протилежних напрямках. Це біжать хвилі. але вони інтерферують один з одним і таким чином створюють стоячі хвилі.
Це має такі наслідки:
а) всі частинки в кожній половині довжини хвилі коливаються в фазі, т. е. все вони рухаються в одному напрямку в один час;
б) кожна частка має амплітуду, відмінну від амплітуди наступної частки;
в) різниця фаз між коливаннями частинок однієї напівхвилі і коливаннями частинок подальшої напівхвилі дорівнює 180 °.
Ці точки називаються вузловими або вузлами, і відстань між двома наступними вузлами становить половину довжини хвилі, т. Е. 1/2 λ.
Максимальна рух відбувається в точках, позначених А, і амплітуда цих точок вдвічі більше амплітуди падаючої хвилі. Ці точки називаються пучностями. і відстань між двома наступними пучностями становить половину довжини хвилі. Відстань між вузлом і наступної пучності становить одну четверту довжини хвилі, т. Е. 1/4 λ.
Стояча хвиля відрізняється від біжить. У біжучому хвилі:
а) всі частинки мають однакову амплітуду коливань;
б) кожна частка не знаходиться в фазі з наступною.
Фізика 7 клас
Фізика 8 клас
Фізика 9 клас
Підручник з фізики Перишкін А.В. для 9 класу завершує курс фізики основної школи та відповідає вимогам мінімуму змісту основного освіти.
ГДЗ 7-9 клас
Готові домашні завдання з фізики до підручників Перишкін: ГДЗ для 8 класу скачати. решебник з фізики 9 класу скачати.