SÓNG VÀ CÁC ÐẶC TRƯNG CỦA SÓNG. NĂNG LƯỢNG CỦA SÓNG CƠ SỰ GIAO sứt SÓNG NGUYÊN LÝ HUYGENS VÀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ SÓNG CƠ DAO ÐỘNG ÂM VÀ SÓNG ÂM




Bạn đang xem: Truyền sóng

Khi một trong những phần tử trong môi trường vật chất xấp xỉ thì vị tương tác, dao động hoàn toàn có thể truyền quý phái các thành phần khác cùng cứ thế truyền đi mọi môi trường, sinh sản thành sóng cơ. Vào chương này ta sẽ phân tích những tính chất của sóng cơ và những hiện tượng kỳ lạ do sóng cơ khiến ra, nhất là các hiện tượng giao thoa cùng nhiễu xạ.

I. SÓNG VÀ CÁC ÐẶC TRƯNG CỦA SÓNG
1. Sự hiện ra sóng cơ trong môi trường xung quanh vật chất

TOP
Các môi trường thiên nhiên vật chất bầy hồi (khí, lỏng tốt rắn) coi như thể những môi trường tiếp tục gồm các phần tử liên kết ngặt nghèo với nhau. Lúc bình thường mỗi bộ phận có vị trí cân bằng bền. Nếu công dụng lực lên 1 phần tử A nào đó của môi trường thì phần tử này rời khỏi vị trí cân bằng bền. Do tương tác, các thành phần bên cạnh, một phương diện kéo bộ phận A về vị trí cân bằng, một mặt cũng chịu lực chức năng và vì vậy cùng tiến hành dao động. Hiện tượng lạ cứ liên tiếp xảy ra đối với các thành phần khác của môi trường. Những xê dịch cơ viral trong môi trường đàn hồi được gọi là sóng cơ.

Ðiểm khác nhau quan trọng đặc biệt giữa các sóng cơ trong môi trường thiên nhiên với ngẫu nhiên một vận động có đơn lẻ tự làm sao của một trong những phần tử môi trường xung quanh là sống chổ sự truyền sóng ứng với gần như kích động nhỏ không kèm theo quá trình vận chuyển vật chất.

Người ta hotline ngoại vật dụng gây kích đụng là mối cung cấp sóng, phương truyền sóng là tia sóng, không khí mà sóng truyền qua là ngôi trường sóng.

2. Sóng ngang và sóng dọc

TOP
phụ thuộc cách truyền sóng, ta phân tách sóng cơ ra có tác dụng hai nhiều loại là sóng ngang cùng sóng dọc. Sóng ngang là sóng mà phương xấp xỉ của các bộ phận môi ngôi trường vuông góc cùng với tia sóng. Thí dụ: sóng truyền trên một sợi dây khá dài khi ta rung dịu một đầu (hình7.1a). Sóng ngang xuất hiện trong các môi trường có tính lũ hồi về hình dạng. đặc thù này chỉ có ở đồ rắn.

Sóng dọc là sóng cơ mà phương xê dịch của các thành phần của môi trường thiên nhiên trùng với tia sóng. Thí dụ: khi ta nén vài ba vòng của lò xo rồi bỏ tay ra (hình 7.1b). Hình ảnh những đoạn này truyền dọc theo lò xo đó là sóng dọc.

Sóng dọc xuất hiện trong các môi trường chịu biến dị về thể tích. Vì vậy nó truyền được trong các vật hóa học rắn cũng tương tự trong các môi trường thiên nhiên lỏng với khí.

*

Trường thích hợp ngoại lệ là các sóng mặt xuất hiện thêm trên các mặt loáng của chất lỏng

hoặc mặt phân làn những môi trường lỏng không xáo trộn vào nhau. Vào trương thích hợp này các bộ phận của hóa học lỏng đồng thời tiến hành các xê dịch dọc với ngang, vẽ cần những hành trình êlip hay tinh vi hơn.

3. Phương diện sóng cùng mặt đầu sóng. Sóng mong và sóng phẳng

TOP
Quỹ tích hầu hết điểm trong môi trường sóng cơ mà ở đó các dao động có cùng cực hiếm pha được call là phương diện sóng. Ứng với đông đảo giá trị pha không giống nhau, ta có họ những mặt sóng khác nhau.

Giới hạn thân phần môi trường mà sóng sẽ truyền qua nhưng những phân tử môi trường chưa xấp xỉ gọi là khía cạnh đầu sóng. Phụ thuộc vào hình dạng phương diện đầu sóng người ta chia những sóng ra thành sóng ước và sóng phẳng.

*

sóng là hầu hết đường thẳng tuy nhiên song nhau và thẳng góc với các mặt sóng (hình7.2b)

4. Những đặc trưng của sóng

TOP
a) vận tốc sóng

Vận tốc sóng là quảng đường mà sóng truyền được sau một đơn vị chức năng thời gian. Vào lý thuyết bọn hồi, fan ta đã chứng minh được trong môi trường thiên nhiên đẳng hướng, gia tốc sóng dọc bằng:

*

b) chu kỳ luân hồi và tần số

Chu kỳ T với tần số f của sóng là chu kỳ và tần số của các thành phần dao hễ của môi trường.

c) cách sóng

*

II. HÀM SÓNG

TOP
Ta xét độ dời x của 1 phần tử môi trường thiên nhiên dao động bởi sóng lan truyền đến theo một phương khẳng định y (hình 7.4). Mang sử tại điểm O (y = 0) của môi trường thiên nhiên đại lượng dao động x biến đổi thiên theo thời hạn với quy luật:

*

Sóng đơn giản dễ dàng nhất là sóng phẳng đơn sắc. Ðó là sóng mà giao động tại mỗi điểm là xấp xỉ điều hoà, một đại lượng x ngẫu nhiên trong biểu thức đó được khẳng định theo biểu thức:

*

*

*

Ðây chính là phương trình sóng đối với sóng truyền theo phương y.

Nếu sóng truyền vào khắp không khí và toạ độ các điểm xê dịch được xác định bằng ba trục X, Y, Z thì phương trình sóng tất cả dạng bao quát như sau

*

III. NĂNG LƯỢNG CỦA SÓNG CƠ

TOP
Khi một trong những phần tử của môi trường bị kích động, nó nhận được tích điện từ mối cung cấp sóng. Giao động được truyền đi sinh sản thành sóng. Ta hãy search biểu thức của năng lượng sóng.

1. Tích điện của sóng

TOP
*

Có thể tìm kiếm thấy biểu thức (7.14) theo phong cách sau:

*

*

2. Tỷ lệ năng lượng sóng

TOP
*

3. Năng thông sóng. Véctơ Poynting-Ymob

TOP
Năng thông sóng P sang 1 mặt nào đó trong môi trường xung quanh là một đại lượng gồm trị số bằng tích điện sóng giữ hộ qua mặt kia trong một đơn vị chức năng thời gian.

*

IV. SỰ GIAO trét SÓNG
1. Nguyên lý ck chất sóng

TOP
Khi có nhiều sóng tất cả biên độ nhỏ, đồng thời truyền qua một miền nào đó của môi trường đàn hồi thì giao động của mỗi điểm vào miền chính là tổng hợp các dao động gây nên bởi từng sóng riêng rẽ. Những sóng kia không làm cho nhiễu loàn nhau. Sau khi chạm chán nhau, các sóng đó vẫn truyền đi như bọn chúng truyền đi riêng biệt rẽ. Ðó là ngôn từ của nguyên lý ông chồng chất sóng được tìm ra bằng thực nghiệm.

*

2. Khảo sát điều tra sự giao bôi

TOP
Ðể đối chọi giản chúng ta khảo ngay cạnh sự giao thoa của những sóng phối kết hợp trên phương diện nước. Có thể thấy hình hình ảnh giao thoa bằng phương pháp nối một lò xo giao động với một thanh âm thoa nhưng mà hai đầu đụng xuống khía cạnh nước qua hai hòn bi nhỏ (Hình 7.6)

*

Ðể thấy rõ tác dụng giao thoa trên M, ta điều tra sự đổi thay thiên của biên độ tổng đúng theo A theo hiệu số khoảng cách

*

*

V. NGUYÊN LÝ HUYGENS VÀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ SÓNG CƠ
1. Thử nghiệm

TOP
*

2. Nguyên tắc Huygens

TOP
gồm một mối cung cấp sóng O được phủ quanh bởi một mặt kín tưởng tượng S (hình 7.9).

Xem thêm: Sự Cẩu Thả Trong Bất Cứ Nghề Gì Cũng Là Một Sự Bất Lương, Please Wait

Rất nhiều sóng phát ra từ mặt bí mật S đã đi ra bên ngoài qua toàn cục các điểm của khía cạnh này.