0 Основные понятия и законы физики САМОЕ СЛОЖНОЕ ПОНЯТИЕ !!! Aftertomorrow

1 Л.11 Волны Основные понятия и законы физики Обычная (?) волна – колебание, распространяющееся в среде, благодаря взаимодействию частиц среды Обычные волны – волны на воде; звуковые волны в воздухе; «электромагнитные волны»; Волны транспорта в городе; …..

Обычная волна – коллективный процесс – согласованно движется много частиц Согласование осуществляется благодаря взаимодействию частиц 4

8 Самые простые картинки и формулы (кинематика волн) Уравнение плоской монохро- матической бегущей волны Фаза волны (phase) Период волны Длина волны Обобщённая координата - функция минимум двух переменных!

10 Простейшие соотношения – основные характеристики Определение волнового числа (через длину волны) Определение фазовой скорости волны Определение циклической частоты волны (через период) Часто фазовая скорость зависит от длины волны – дисперсия (явление)

14 Количественная характеристика – плотность потока энергии (ППЭ): словами Определение групповой скорости волны – скорость переноса энергии Самое важное свойство обычных волн – перенос большой энергии без заметного переноса вещества Связь групповой скорости с фазовой

Распространение реальной волны (группы волн) 15 Короткие волны отстают от длинных Фазовая скорость волн на глубокой воде

16 Классификации волн 1) По физической природе 1а) Электромагнитные 1б) Звуковые в воздухе 1в) Волны на водеОтклонение уровня воды от горизонтального 1г) Волны транспорта в большом городе

17 Классификации волн 2) По амплитуде 2а) Линейные – малые амплитуды (свет от Солнца на Земле), фазовая скорость не зависит от амплитуды 2б) Нелинейные – большие амплитуды (свет лазера), фазовая скорость зависит от амплитуды 2в) Ударные волны – большая амплитуда, источник движется быстрее фазовой скорости линейной волны (взрыв, гром, носовая волна от корабля)

18 Классификации волн 3) По форме фронта 3а) Плоские Амплитуда не зависит от координаты (расстояния до источника) Фронт волны – множество точек, до которых дошло колебание к данному моменту времени

Классификации волн 3) По форме фронта 3б) Цилиндрические 19 Амплитуда убывает при удалении от источника Источник – нить в пространстве или точка на плоскости

Классификации волн 3) По форме фронта 3в) Сферические 20 Амплитуда убывает при удалении от источника Точечный или сферический источник Пример: Солнце

21 Огибание волнами препятствий, размер которых меньше или порядка длины волны Нет дифракции – геометрическая оптика Есть дифракция Свойства волн (волновые явления): Дифракция

22 Свойства волн (волновые явления): Интерференция Интерференция – устойчивое перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн Интерференционный максимум Интерференционный минимум

23 Один из важных видов интерференции – стоячая волна: падающая + отражённая в ограниченной области пространства - резонаторе Интерференция – устойчивое перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн Есть точки, где колебаний нет вообще – узлы Есть точки, где амплитуда колебаний максимальна – пучности

24 Стоячие волны: рисунки (Открытая физика?)

25 Стоячие волны: основная гармоника (основной тон)

26 Стоячие волны: высшие гармоники (обертоны)

27 Стоячие волны: высшие гармоники (обертоны)

28 Стоячие волны: условие возникновения Условие возникновения: на длине резонатора должно укладываться целое число длин полуволн Если в резонатор «запустить» волны различных длин, то в нём накопятся и усилятся волны, чьи длины удовлетворяют (11.12)

29 Стоячие волны: уравнение Уравнение плоской стоячей волны Собственные частоты резонатора

4040 Связь энергии волн и колебаний с их амплитудой Колебания Волны

45 Электромагнитные волны Уравнения плоской монохроматической ЭМВ, бегущей в положительном направлении оси х

Связь этой лекции с вопросами ННЗ Кристалл как идеальный газ квазичастиц Волновые явления (свойства волн) Волны де Бройля. Квантование как образование стоячих волн Стоячие волны (условие возникновения и уравнение) Уравнение плоской монохроматической бегущей ЭМВ Классификации волн.