Презентация к уроку физики "Волновые явления"

Волновые явления

• Механические волны
• Звуковые волны

Механические волны

• Волна
• Виды волн:

• продольные волны; поперечные волны.
• продольные волны; поперечные волны.
• продольные волны;
• поперечные волны.
• Характеристики волн
• Уравнение бегущей волны
• Задачи

Волна

• Изменения состояния среды, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

• В упругой среде деформация распространяется во всех направлениях.

Основное свойство волн

• В поперечных и в продольных волнах переноса вещества в направлении распространения волны не происходит.

• Волны переносят энергию колебаний от одной точки среды к другой.

Волновой импульс

• Одиночная волна – сравнительно короткое возмущение (всплеск) произвольной формы

Продольные волны

Волны в которых колебания частиц происходят вдоль направления распространения волны.

Направление распространения волны

Направление колебаний

распространяются в любых средах – твердых, жидких и газообразных.

Поперечные волны

Волны в которых колебания частиц происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Направление распространения волны

распространяются в жидкой и газообразной.

средах

Направление колебаний частиц

Простейшая одномерная модель твердого тела

• Для распространения механических волн среда должна обладать инертными и упругими свойствами.
• Продольные волны

• в твердом теле - деформации растяжения или сжатия в жидкостях или газах деформации уплотнения или разрежения .
• в твердом теле - деформации растяжения или сжатия
• в жидкостях или газах деформации уплотнения или разрежения .

Характеристики волн

• амплитуда Х м колебания частиц,
• частотой f(  )
• длиной волны λ .
• Синусоидальные (гармонические) волны распространяются в однородных средах с некоторой постоянной скоростью v .

Длина волны - λ

• расстояние между двумя соседними точками на оси OX , колеблющимися в одинаковых фазах.
• это расстояние, которое волна пробегает за время равное периоду Т.
• λ = υ T

Уравнение бегущей волны волна которая за Δ t перемещается вдоль оси OX на расстояние v Δ t .

Смещение y  ( x ,  t ) частиц среды из положения равновесия в синусоидальной волне зависит от координаты x на оси OX , вдоль которой распространяется волна, и от времени t по закону:

ω = 2π f – круговая частота.

Проверь себя!

• Чему равна амплитуда волны?
• Чему равна длина волны?
• Определите скорость распространения волны.
• Определите частоту колебаний частиц в волне, если скорость распространения волны равна 34 м/с?

Звуковые волны

Раздел физики, в котором изучаются звуковые явления, называется акустикой .

« Воздух «проводник» звуков» - это доказал опыт, поставленный в 1660 г. Р. Бойлем. Звук может распространяться также и в жидкой, и в твердой среде.

Звуковые волны в воздухе – волны продольные.

Звуковые волны

• Механические волны, действие которых на ухо вызывает ощущение звука, называются звуковыми.

• Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц.

• Инфразвук - волны с частотой менее 20 Гц ультразвуком - волны с частотой более 20 кГц

Условия возникновения ощущения звука

1. наличие источника звука;

2. наличие упругой среды между источником звука и ухом;

3. частота колебаний источника должна лежать в интервале частот от 16 до 20000 Гц;

4. мощность звуковых волн должна быть достаточной для ощущения звука.

• При распространении звука в газе атомы и молекулы колеблются вдоль направления распространения волны.
• Это приводит к изменениям локальной плотности ρ и давления p . Звуковые волны в газе часто называют волнами плотности или волнами давления.

Скорость звука

В воздухе при температуре 0 0 С и давлении 10 5 Па

332м/с

В воде при температуре 19 0 С

1461 м/с

В граните

6000 м/с

В стекле

5500 м/с

В твёрдых породах дерева( в продольном направлении

4000 м/с

Громкость звука зависит от энергии колебаний в источнике и в волне и от амплитуды колебаний.

Единица громкости называется децибелом (дБ)

Действие звуковых волн на живую и неживую природу

Интенсивность звуков дБ

Порог слышимости 0

Шорох листьев 10

Спокойное дыхание 10

Шепот 20

Обычный разговор 60

Оживлённое уличное движение 80

Шум в вагоне метро 100

Гром 110

Порог болевых ощущений 120

Эхо

• Возвращение звуковой волны после отражения в то место, из которого она начала распространятся, называется эхом.

• Если отражающая поверхность расположена близко к источнику звука, то эхо сливается с основным звуком.

• Эхо будет слышно раздельно от основного звука, только тогда, когда отражающая поверхность расположена не ближе, чем на расстоянии 17,2 м от места возникновения звука.

1. Рыбак заметил, что гребни волн проходят мимо его лодки, стоящей на якоре, через каждые 6 с. Он измерил расстояние между ближайшими гребнями и нашел, что оно равно 20 м. Какова скорость волны?

2. Волна с частотой колебаний 165 Гц распространяется в среде, в которой скорость волны равна 330 м/с. Чему равна длина волны?