Механическая волна - Mechanical wave

Рябь в воде - это поверхностная волна.

А механическая волна это волна это колебание дело, и поэтому передает энергию через Средняя.[1] Хотя волны могут перемещаться на большие расстояния, движение средство передачи - материал - ограничен. Следовательно, колеблющийся материал не перемещается далеко от своего исходного положения равновесия. Механические волны переносят энергию. Эта энергия распространяется в том же направлении, что и волна. Любая волна (механическая или электромагнитная) обладает определенной энергией. Механические волны могут возникать только в средах, обладающих эластичность и инерция.

Механическая волна требует первоначального ввода энергии. Как только эта начальная энергия добавляется, волна проходит через среду, пока не будет передана вся ее энергия. Напротив, электромагнитные волны не требует среды, но может проходить через нее.

Одним из важных свойств механических волн является то, что их амплитуды измеряются необычным способом: смещение, деленное на (уменьшенная) длина волны. Когда это становится сопоставимым с единицей, значительный нелинейный эффекты, такие как гармонический генерация может произойти и, если она достаточно велика, может привести к хаотическим эффектам. Например, волны на поверхности водоема разбиваются, когда эта безразмерная амплитуда превышает 1, что приводит к образованию пены на поверхности и турбулентному перемешиванию.

Есть три типа механических волн: поперечные волны, продольные волны, и поверхностные волны и т. д. Некоторые из наиболее распространенных примеров механических волн - это волны на воде, звуковые волны и сейсмические волны.

Поперечная волна

Основная статья: Поперечная волна

Это форма волны, при которой частицы среды колеблются вокруг своего среднего положения, перпендикулярного направлению движения волны.

Чтобы увидеть пример, переместите конец Обтягивающий (чей другой конец закреплен) слева и справа от Slinky, а не туда-сюда.[2] Свет также имеет свойства поперечной волны, хотя это волна электромагнитная.[3]

Продольная волна

Основная статья: Продольная волна

Продольные волны заставляют среду колебаться параллельно направлению волны. Он состоит из множественных сжатий и разрежений. Разряжение - это самое большое расстояние в продольной волне, а сжатие - это самое близкое расстояние вместе. Скорость продольной волны увеличивается с увеличением показателя преломления из-за более близкого сближения атомов в сжимаемой среде. Звук продольная волна.

Поверхностные волны

Основная статья: Поверхностная волна

Этот тип волны распространяется по поверхности или интерфейс между двумя СМИ. Примером поверхностной волны могут быть волны в бассейне, океане, озере или любом другом водоеме. Есть два типа поверхностных волн, а именно Волны Рэлея и Волны любви.

Волны Рэлея, также известные как земляной валок, представляют собой волны, которые распространяются в виде ряби с движением, аналогичным движению волн на поверхности воды. Волны Рэлея намного медленнее, чем объемные волны, примерно на 90% скорости объемные волны[прояснить ] для типичной однородной упругой среды. Волны Рэлея имеют потери энергии только в двух измерениях и, следовательно, более разрушительны в землетрясения чем обычные объемные волны, такие как Зубцы P и S-волны, которые теряют энергию во всех трех направлениях.

Волна Лява - это поверхностная волна с горизонтальными волнами, поперечными или поперечными по отношению к направлению распространения. Обычно они распространяются немного быстрее, чем волны Рэлея, примерно на 90% скорости объемной волны и имеют наибольшую амплитуду.

Примеры

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Джанколи, Д. К. (2009) Физика для ученых и инженеров с современной физикой (4-е изд.). Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall.
  2. ^ Джордано, Николас (2009). Физика в колледже: рассуждения и отношения (иллюстрированный ред.). Cengage Learning. п. 387. ISBN  978-0-534-42471-8. Выписка со страницы 387
  3. ^ Таун, Дадли Х. (2014). Волновые явления (иллюстрированный ред.). Courier Dover Publications. п. 139. ISBN  978-0-486-14515-0. Отрывок страницы 139