Волновые явления. Распространение механических волн. Точки среды, в которой распространяются волны, колеблющиеся в одной фазе, называются волновыми поверхностями. Источники волн, колеблющиеся с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз называются ког

Физическая природа волнМеханические
Упругие
На поверхности
жидкости
Электромагнитные
световые
рентген
Звуковые
радиоволны
сейсмические

Механическая волна – колебание частиц вещества распространяющееся в пространстве.

Точки среды, в которой распространяются волны, колеблющиеся в одной фазе, называются волновыми поверхностями.

Для возникновения механической волны необходимо два условия:

Наличие среды.
Наличие источника колебаний.

Сопоставляя направление распространения волн и направление колебаний точек среды, можно выделить волны продольные и волны поперечные.

Волны, в которых направление колебаний точек возбужденной среды параллельно направлению распространения волн, называются продольными.

Волны, в которых направление колебаний точек возбужденной среды перпендикулярно направлению распространения волн, называются поперечным

Волны, в которых направление
колебаний точек возбужденной среды
перпендикулярно направлению
распространения волн, называются
поперечными.

Волны на поверхности жидкости не являются ни продольными, ни поперечными. Таким образом, волна на поверхности жидкости представляет собой

Волны на
поверхности
жидкости не
являются ни
продольными, ни
поперечными. Таким
образом, волна на
поверхности
жидкости
представляет собой
суперпозицию
продольного и
поперечного
движения молекул.

Круговые волны на поверхности жидкости

Наблюдение волн на поверхности жидкости
позволяет изучить и визуально представить многие
волновые явления, общие для разных типов волн:
интерференцию, дифракцию, отражение волн и т.д.

Свойства механических волн

Все волны доходя до границы раздела
двух сред испытывают отражение

Если волна переходит из одной среды в другую, падая на границу раздела двух сред под некоторым углом, отличным от нуля, то она испытывает пр

Если волна переходит из одной среды в
другую, падая на границу раздела двух сред
под некоторым углом, отличным от нуля,
то она испытывает преломление

Волна может огибать препятствия, размеры которых соизмеримы с ее длиной. Явление огибания волнами препятствий называется дифракцией

Источники волн, колеблющиеся с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз называются когерентными. Как и любые волны, образованные ко

Источники волн, колеблющиеся с одинаковой
частотой и постоянной разностью фаз
называются когерентными.
Как и любые волны, образованные когерентными
источниками, могут накладываться друг на друга, и
в результате наложения наблюдается
интерференция волн.

Звук – это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах и воспринимаемы ухом человека и животных. Механические волн

Звук – это упругие волны,
распространяющиеся в газах, жидкостях,
твердых телах и воспринимаемы ухом
человека и животных.
Механические волны, которые вызывают
ощущение звука, называют звуковыми
волнами.

Звуковые волны
представляют собой
продольные волны, в
которых происходит
чередование сгущений и
разряжений.

Чтобы услышать звук, необходимы:

источник звука;
упругая среда между ним и ухом
определенный диапазон частот колебаний
источника звука – между 16 Гц и 20000 Гц;
достаточная для восприятия ухом
мощность звуковых волн.

Механические волны, возникающие в упругих средах, в которых частицы среды колеблются с частотами меньшими, чем частоты звукового диапазон

Механические волны, возникающие
в упругих средах, в которых
частицы среды колеблются с
частотами меньшими, чем частоты
звукового диапазона, называются
инфразвуковыми волнами.

Механические волны, возникающие в упругих средах, в которых частицы среды колеблются с частотами, большими, чем частоты звукового диапазон

Механические волны,
возникающие в
упругих средах, в
которых частицы
среды колеблются с
частотами, большими,
чем частоты звукового
диапазона, называются
ультразвуковыми
волнами.

Мы начали изучение колебаний с механических колебаний. Мы убедились далее, что в основе звуковых явлений, т. е. явлений, воспринимаемых ухом, тоже лежат механические колебания, отличающиеся от колебаний маятника лишь более высокими частотами. Затем мы рас...

§ 33. Волновые явления

Мы перейдем теперь к изучению распространения колебаний. Если речь идет о механических колебаниях, т. е. о колебательном движении частиц какой-либо твердой, жидкой или газообразной среды, то распространение колебаний означает передачу колебаний от одних ч...

§ 34. Скорость распространения волн

В том, что распространение механических волн происходит не мгновенно, нас убеждают простейшие наблюдения. Каждый видел, как постепенно и равномерно расширяются круги на воде или как бегут морские волны. Здесь мы непосредственно видим, что распространение...

§ 35. Радиолокация, гидроакустическая локация и звукометрия

Если скорость распространения волн известна, то измерение их запаздывания позволяет решить обратную задачу: найти пройденное ими расстояние. Ничтожные промежутки времени, затрачиваемые электромагнитными волнами на пробег наземных расстояний, теперь уже не...

§ 36. Поперечные волны в шнуре

Мы перейдем теперь к более подробному изучению механических волн. Их свойства зависят от многих обстоятельств: от вида связи между смежными участками среды, от размеров среды (например, в теле ограниченных размеров картина распространения будет иная, чем...

§ 37. Продольные волны в столбе воздуха

Мы познакомимся теперь с другим видом волн, причем опять возьмем тело удлиненной формы, а именно столб воздуха, заключенный в трубе. Вдоль трубы может двигаться поршень. Заставим этот поршень совершать гармоническое колебание. Что будет происходить в стол...

§ 38. Волны на поверхности жидкости

Мы уже упоминали о волнах, образование которых обусловлено не силой упругости, а силой тяжести. Именно поэтому нас не должно удивлять, что волны, распространяющиеся по поверхности жидкости, не являются продольными. Однако они не являются и поперечными: дв...

§ 39. Перенос энергии волнами

Распространение механической волны, представляющее собой последовательную передачу движения от одного участка среды к другому, означает тем самым передачу энергии. Эту энергию доставляет источник волны, когда он приводит в движение непосредственно прилега...

§ 40. Отражение волн

Поставим на пути волн в водяной ванне плоскую пластинку, длина которой велика по сравнению с длиной волны. Мы увидим следующее. Позади пластинки получается область, в которой поверхность воды остается почти в покое (рис. 83). Другими словами, пластинка с...

Мы перейдем теперь к изучению распространения колебаний. Если речь идет о механических колебаниях, т. е. о колебательном движении частиц какой-либо твердой, жидкой или газообразной среды, то распространение колебаний означает передачу колебаний от одних частиц среды к другим. Передача колебаний обусловлена тем, что смежные участки среды связаны между собой. Эта связь может осуществляться различно. Она может быть обусловлена, в частности, силами упругости, возникающими вследствие деформации среды при ее колебаниях. В результате колебание, вызванное каким-либо образом в одном месте, влечет за собой последовательное возникновение колебаний в других местах, все более и более удаленных от первоначального, и возникает так называемая волна.

Механические волновые явления имеют огромное значение для повседневной жизни. К этим явлениям относится распространение звуковых колебаний, обусловленное упругостью окружающего нас воздуха. Благодаря упругим волнам мы можем слышать на расстоянии. Круги, разбегающиеся на поверхности воды от брошенного камня, мелкая рябь на поверхности озера и огромные океанские волны - это тоже механические волны, хотя и иного типа. Здесь связь смежных участков поверхности воды обусловлена не силой упругости, а силой тяжести (§38) или же силами поверхностного натяжения (см. том I, § 250). В воздухе могут распространяться не только звуковые волны, но и разрушительные взрывные волны от разрывов снарядов и бомб. Сейсмические станции записывают колебания почвы, вызванные землетрясениями, происходящими за тысячи километров. Это возможно только потому, что от места землетрясения распространяются сейсмические волны - колебания в земной коре.

Огромную роль играют и волновые явления совершенно иной природы, а именно электромагнитные волны. Эти волны представляют собой передачу из одних мест пространства в другие колебаний электрического и магнитного полей, создаваемых электрическими зарядами и токами. Связь между соседними участками электромагнитного поля обусловлена тем, что всякое изменение электрического поля вызывает появление магнитного поля, и обратно, всякое изменение магнитного поля создает электрическое поле (§ 54), Твердая, жидкая или газообразная среда может сильно влиять на распространение электромагнитных волн, но наличие такой среды для этих волн не необходимо. Электромагнитные волны могут распространяться всюду, где может существовать электромагнитное поле, а значит, и в вакууме, т. е. в пространстве, не содержащем атомов.

К явлениям, обусловленным электромагнитными волнами, относится, например, свет. Подобно тому как определенный диапазон частот механических колебаний воспринимается нашим ухом и дает нам ощущение звука, так определенный (и, как мы увидим, очень узкий) диапазон частот электромагнитных колебаний вое принимается нашим глазом и дает нам ощущение света.

Наблюдая распространение света, можно непосредственно убедиться, что электромагнитные волны могут распространяться в вакууме. Поставив под стеклянный колокол воздушного насоса электрический или заводной звонок и откачивая воздух, мы обнаруживаем, что звук по мере откачки постепенно замирает и, наконец, прекращается. Видимая же глазом картина всего, что находится под колоколом и позади него, не испытывает никаких изменений. Трудно переоценить это свойство электромагнитных волн. Механические волны не выходят за пределы земной атмосферы; волны же электромагнитные открывают нам широчайшие просторы Вселенной. Световые волны позволяют нам видеть Солнце, звезды и другие небесные тела, отделенные от нас огромными «пустыми» пространствами; с помощью электромагнитных волн весьма разнообразной длины, которые доходят до нас от этих отдаленных тел, мы можем делать важнейшие заключения об устройстве Вселенной.

В 1895г. русский физик и изобретатель Александр Степанович Попов (1859-1906) открыл новое необозримое поле применения электромагнитных волн. Он изобрел аппаратуру, позволяющую использовать эти волны для передачи сигналов - телеграфирования без проводов. Так родилась беспроволочная связь, или радио, благодаря которой получил исключительное практическое и научное значение обширный диапазон электромагнитных волн, значительно более длинных, чем световые (§ 60).

Нынешнее развитие этого величайшего изобретения таково, что можно с полным основанием говорить о радио как об одном из чудес современной техники. В наши дни радио дает возможность не только осуществлять беспроволочную телеграфную и телефонную связь между любыми пунктами на земном шаре, но и передавать изображения (телевидение и фототелеграфия), управлять на расстоянии машинами и снарядами (телеуправление), обнаруживать и даже видеть удаленные объекты, которые сами по себе не излучают радиоволн (радиолокация), водить по заданному курсу корабли и самолеты (радионавигация), наблюдать радиоизлучение небесных тел (радиоастрономия) и т. д.

Ниже мы еще рассмотрим некоторые из названных здесь применений электромагнитных волн более подробно. Но даже простое (и далеко не полное) перечисление этих применений немало говорит об исключительном значении этих волн.

Несмотря на различную природу механических и электромагнитных волн, существует много общих закономерностей, свойственных любым волновым явлениям. Одна из основных закономерностей такого рода состоит в том, что всякая волна распространяется из одной точки в другую не мгновенно, а с определенной скоростью.

Тип урока:изучение нового материала.

Методы: словесные, наглядные, практические.

Оборудование:компьютер, презентация.

Демонстрации:

План занятия:

1. Организация начала урока.
2. Изучение нового материала
3. Закрепление новых знаний.
4. Подведение итогов урока.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап
2. Мотивационный этап. Постановка целей, задач урока.
1. Какие виды волн вы увидели?

с

1. Изучение нового материала

План:

1. Понятие волны
2. Условия возникновения волны
3. Источник волн
4. Виды волн (определения)

Волна - колебания, которые распространяются в пространстве с течением времени. Волны возникают в основном благодаря силам упругости.

Особенности волны:

Источником волн

Для возникновения механической волны необходим:

1. Наличие упругой среды

2 . Наличие источника колебаний - деформации среды

Виды волны:

1. Поперечные - в которых колебания происходят перпендикулярно направлению движения волны. Возникают только в твердых телах.

Делаем вывод: механическая волна:

• переноса вещества нет;

Какие величины характеризующие волну

Основные характеристики: λ=v*T, λ- длина волны м, v - скорость распространения м/с, T - период волны с.

4. Закрепление новых знаний.

• Что такое волна?
• Условия возникновения волн?
• Какие типы волн вы знаете?
• Что называется длиной волны?

Решите задачи:

1. По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. На поверхности воды плавает листок дерева. Определите частоту и период колебаний листка, если длина волны равна 3м.(0,5 м, 2 с-1)

Рассматриваем это интересно

5.Подведение итогов урока.

Итак, давайте подведём итоги.

1. Ах, как я устал от этой суеты….
2. Изучать тему «Механические волны» не так то просто!

6.Информация о домашнем задании.

Просмотр содержимого документа
«Урок на тему "Волновое явление. Распространение механических волн. Длина волны. Скорость волны. "»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение – средняя

Общеобразовательная школа №2 имени А.И.Герцена г. Клинцы Брянской области

Урок на тему

Подготовила и провела:

Учитель физики

Прохоренко Анна

Александровна

г. Клинцы, 2013 год

Содержание:

Цель урока 3

Методические задачи 3

Тип урока 3

ХОД УРОКА 4

1. Организационный этап 4

2. Мотивационный этап. Постановка целей, задач урока. 4

3. Изучение нового материала 4

4. Закрепление новых знаний. 6

5. Подведение итогов урока. 7

6 Информация о домашнем задании 7

Самоанализ 8

Урок на тему «Волновое явление. Распространение механических волн. Длина волны. Скорость волны. »

Цель урока: ввести понятия волна, длина и скорость волны, условие распространения волны, виды волн, научить учащихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны; изучить причины распространение поперечных и продольных волн;

Методические задачи:

Образовательные : ознакомление учащихся с происхождением термина «волна, длина волны, скорость волны»; показать учащимся явление распространение волны, а также доказать с помощью опытов распространение двух типов волн: поперечных и продольных.

Развивающие : содействовать развитию речи, мышления, познавательных и обще трудовых умений; содействовать овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.

Воспитательные :формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативных умений; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: словесные, наглядные, практические.

Оборудование: компьютер, презентация.

Демонстрации:

Поперечные и продольные волны.

Распространение поперечных и продольных волн.

План занятия:

Организация начала урока.

Мотивационный этап. Постановка целей, задач урока.

Изучение нового материала

Закрепление новых знаний.

Подведение итогов урока.

Информация о домашнем задании.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап
2. Мотивационный этап. Постановка целей, задач урока.

Что вы наблюдали на данных видеофрагментах? (Волны)

Какие виды волн вы увидели?

На основании ваших ответов мы попробуем с Вами поставить цели для сегодняшнего урока, для этого давайте вспомним каков план изучения понятия, в данном случае понятия волна? (Что такое волна, т.е. определение, виды волн, характеристики волн)

На сегодняшнем уроке я Вам помогу понятия волна, длина и скорость волны, условие распространения волны, виды волн, научить учащихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны; изучить причины распространение поперечных и продольных волн; с формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативных умений; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.

1. Изучение нового материала

Сейчас Вам необходимо по плану, который представлен на экране и на листочках у Вас на партах и прочитав параграфы 42 и 43 найти необходимую информацию и выписать её.

План:

Понятие волны

Условия возникновения волны

Источник волн

Что необходимо для возникновения волны

Виды волн (определения)

Волна – колебания, которые распространяются в пространстве с течением времени. Волны возникают в основном благодаря силам упругости.

Особенности волны:

Механические волны могут распространяться только в какой- нибудь среде (веществе): в газе, в жидкости, в твердом теле.

В вакууме механическая волна возникнуть не может.

Источником волн являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды. (рис)

Для возникновения механической волны необходим:

1. Наличие упругой среды

2 . Наличие источника колебаний – деформации среды

Виды волны:

Поперечные – в которых колебания происходят перпендикулярно направлению движения волны. Возникают только в твердых телах.

Продольные - в которых колебания происходят вдоль направления распространения волн. Возникают в любой среде (жидкости, в газах, в твёрдых телах).

Рассматриваем таблицу, обобщающую предыдущие знания. (Смотрим на презентацию)

Делаем вывод: механическая волна:

процесс распространения колебаний в упругой среде;

при этом происходит перенос энергии от частицы к частице;

переноса вещества нет;

для создания механической волны необходима упругая среда: жидкость, твердое тело или газ.

А теперь рассмотрим и запишем основные характеристики волн.

Какие величины характеризующие волну

Каждая волна распространяется с какой-то скоростью. Под скоростью v волны понимают скорость распространения возмущения. Скорость волны определяется свойствами среды, в которой эта волна распространяется. При переходе волны из одной среды в другую ее скорость изменяется.

Длиной волны λ называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний в ней.

Основные характеристики: λ=v*T, λ- длина волны м, v – скорость распространения м/с, T – период волны с.

4. Закрепление новых знаний.

Что такое волна?

Условия возникновения волн?

Какие типы волн вы знаете?

Может ли в воде распространяться поперечная волна?

Что называется длиной волны?

Что называется скоростью распространения волны?

Как связать скорость и длину волны?

Рассматриваем 2 вида и определяем где какая волны?

Решите задачи:

Определите длину волны при частоте 200 Гц, если скорость распространения волн равна 340м/с. (68000 м=68 км)

По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. На поверхности воды плавает листок дерева. Определите частоту и период колебаний листка, если длина волны равна 3м.(0,5 м, 2 с -1)

Длина волны равна 2 м, а скорость ее распространения 400 м/с. Определите, сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с (20)

Рассматриваем это интересно : Волны на поверхности жидкости не являются ни продольными, ни поперечными. Если бросить на поверхность воды небольшой мяч, то можно увидеть, что он движется, покачиваясь на волнах, по круговой траектории. Таким образом, волна на поверхности жидкости представляет собой результат сложения продольного и поперечного движения частиц воды.

5.Подведение итогов урока. Итак, давайте подведём итоги.

Какими словами описали бы вы состояние после урока?:

Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не памятью;

Ах, как я устал от этой суеты…..

Ты понял блаженство занятий, удачи, закон и секрет

Изучать тему «Механические волны» не так то просто!!!

6 .Информация о домашнем задании.

Подготовить по плану ответы на вопросы с помощью §§42-44

Хорошо знать формулы и определения по теме «Волны»

По выбору: составить кроссворд на тему «Механические волны»

Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн 1,2 м. Какова скорость распространения волн? (T=n/t; T=10/5=2c; λ=υ*ν; ν=1/Т; λ=υ/T; υ=λ*T*υ=1*2=2(м/с))

Длина волы 5 м, а её частота 3 Гц. Определите скорость волны.(1,6 м/с)

Самоанализ

Урок проводился в 11 классе по теме «Волновое явление. Распространение механических волн. Длина волны. Скорость волны.» Является тринадцатым уроком в разделе физики «Механические колебания и волны.» Тип урока: изучение нового материала.

На уроке учитывалась триединая дидактическая цель: образовательная, развивающая, воспитательная. Образовательной целью я поставила ознакомление учащихся с происхождением термина «волна, длина волны, скорость волны»; показать учащимся явление распространение волны, а также доказать с помощью опытов существование двух типов волн: поперечных и продольных. Развивающей целью я поставила формирование у учащихся четкие представления об условиях распространение волны; развитие логического и теоретического мышления, воображения, памяти при решении задач и закреплении ЗУНов. Воспитательной целью я поставила: формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативных умений; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.

Во время урока мы прошли следующие этапы:

Организационный этап

Мотивационный и постановка целей, задач урока. На данном этапе на основе просмотренного видеофрагмента мы определили цели и задачи на урок и провели мотивацию. Используя: словесный метод в виде беседы, наглядный метод в виде просмотра видеофрагмента.

Изучение нового материала

На данном этапе я предусматривала логическую связь при объяснении нового материала: логичность, доступность, понятность. Основными методами урока были: словесные (беседа), наглядные (демонстрации, компьютерное моделирование). Форма работы: индивидуальная.

Закрепление нового материала

При закреплении ЗУНов учащихся я использовала интерактивные задания из мультимедийного пособия в разделе «Механические волны», решение задач у доски с объяснением. Основными методами урока были: практические (решение задач), словесные (беседа по вопросам)

Подведение итогов.

Н а данном этапе использовала словесный метод в виде беседы, ребята отвечали на поставленные вопросы.

Проведена рефлексия. Мы выяснили, были ли достигнуты поставленные в начале уроке цели, что для них было сложно на данном уроке. Двум ученикам были поставлены оценки за задачи и нескольким ученикам оценки за ответы.

Информация о домашнем задании.

На данном этапе, учащимся было предложено записать домашнее задание в виде ответа на вопрос по плану и пару задач на листке. И по выбору составить кроссворд.

Я считаю, что триединая дидактическая цель на уроке достигнута.

Что же называется волной? Почему возникают волны?
Отдельные частицы любого тела - твердого, жидкого или газообразного - взаимодействуют друг с другом. Поэтому, если в каком-либо участке упругой среды возникнет деформация, то по прекращении внешних воздействий она не останется на месте, а начнет распространяться в среде во всех направлениях.
Изменение состояния среды, распространяющееся в пространстве с течением времени, называется волной.
В воздухе, в твердых телах и внутри жидкостей механические волны возникают благодаря силам упругости (упругие волны). Эти силы осуществляют связь между отдельными частями тела. В образовании волн на поверхности воды играют роль сила тяжести и сила поверхностного натяжения (поверхностные волны).
Волновой импульс и гармонические волны
Волны могут иметь различную форму. Волновым импульсом (или одиночной волной) называется сравнительно короткое возмущение (всплеск) произвольной формы. Такой импульс возникает, например, в резиновом шнуре, привязанном к стенке, если взмахнуть один раз рукой, держа-

щей противоположный конец растя- | нутого шнура (рис. 4.2). | Если возмущение среды вызывает- | ся периодической внешней силой, меняющейся со временем по гармоническому закону, то вызываемые ею волны называют гармоническими. В этом случае в каждой точке среды происходят гармонические колебания с частотой внешнего воздействия. Мы будем преимущественно рассматривать гармонические волны или волны, близкие к гармоническим. Это наиболее простой вид волнового движения. Исследование гармонических волн имеет первостепенное значение при построении теории любого волнового движения.
Главная особенность волнового движения

Наглядное представление об основных особенностях волнового движения можно получить, если рассматривать волны на поверхности воды. Волны имеют вид бегущих вперед округлых валов (рис. 4.3). Расстояния между валами, или гребнями, примерно одинаковы. Однако если бросить в воду легкий предмет, например спичечный коробок, то он не будет увле- каться вперед волной, а начнет совершать колебания вверх и вниз, оставаясь почти точно на одном месте.
При распространении волны происходит передвижение формы (перемещение определенного состояния колеблющейся среды), но не перенос вещества, в котором распространяется волна. Возникшие в одном месте возмущения воды, например от брошенного камня, передаются соседним участкам и постепенно распространяются во все стороны. Течения же воды не возникает: перемещается лишь форма ее поверхности.
Скорость волны
Важнейшей характеристикой волны является скорость ее распространения. Волны любой природы не распространяются в пространстве мгновенно. Их скорость конечна. Можно себе представить, например, что над морем летит чайка так, что она все время оказывается над одним и тем же греб-нем волны. Скорость волны в этом случае будет равна скорости чайки. Волны на поверхности воды удобны для наблюдения по той причине, что скорость их распространения невелика.
Поперечные и продольные волны
Нетрудно ТЭ.КЖ6 наблюдать волны, распространяющиеся вдоль резинового шнура. Если один конец шнура закрепить и, слегка натянув шнур рукой, привести другой его конец в колебательное движение, то по шнуру побежит волна (рис. 4.4). Скорость волны будет тем больше, чем сильнее натянут шнур. Волна добежит до точки закрепления, отразится и побежит назад. Здесь при распространении волны происходят изменения формы шнура. Каждый же участок шнура колеблется относительно своего неизменного положения равновесия. Обратите внимание на то, что при распространении волны вдоль шнура отдельные его участки совершают колебания в направлении, перпендикулярном направлению распростра- 161
6 - 5654
Рис. 4.4
Направление колебаний
распространения волны

Направление
Рис. 4.5 нения волны (рис. 4.5). Такие волны называются поперечными.
Но не любая волна является поперечной. Колебания могут происходить и вдоль направления распространения волны (рис. 4.6). Тогда волна называется продольной. Продольную волну удобно наблюдать с помощью длинной мягкой пружины большого диаметра. Ударив ладонью по одному из концов пружины (рис. 4.7, а), можно заметить, как сжатие (упру-гий импульс) бежит по пружине. С помощью серии последовательных ударов можно возбудить в пружине волну, представляющую собой последовательные сжатия и растяжения пружины, бегущие друг за другом (рис. 4.7,6). Колебания любого витка пружины происходят в направлении распространения волны.
Из механических волн наибольшее значение имеют звуковые волны. Однако исследование звуковых волн представляет собой более сложную задачу, чем исследование волй вдоль шнура или пружины. Мы займемся ими детально в дальнейшем.
Энергия волны
При распространении волны происходит передача движения от одного участка тела к другому. С передачей движения волной связана передача энергии без переноса вещества. Энергия поступает от источника, возбуждающего колебания начала шнура, струны и т. д., и распространяется вместе с волной. Эта энергия, например, в шнуре слагается из кинетической Направление
Направление колебаний распространения волны
Рис. 4.7
дшшшшр
б) энергии движения участков шнура и потенциальной энергии его упругой деформации.
Энергия волны от брошенного в воду камня увеличивает кинетическую энергию поплавка на поверхности воды, может увеличить и потенциальную энергию щепки, плавающей у бе-рега.
При распространении волны происходит постепенное уменьшение амплитуды колебаний из-за превращения части механической энергии во внутреннюю. Если этими потерями можно пренебречь, то через поперечное сечение, например шнура, будет проходить в единицу времени одно и то же количество механической энергии.
Электромагнитные волны
Механические волны распространяются в веществе: газе, жидкости или твердом теле. Существует, однако, еще один вид волн, которые не нуждаются в каком-либо веществе для своего распространения. Это электромагнитные волны, к которым, в частности, относятся радиоволны и свет. Электромагнитное поле может существовать в вакууме (в пустоте), т. е. в пространстве, не содержащем атомов. Несмотря на всю необычность этих волн, на их резкое отличие от механических волн, электромагнитные волны при своем распространении ведут себя подобно механическим. В частности, электромагнитные волны также распространяются с конечной скоростью и несут с собой энергию. Это важнейшие свойства всех видов волн.