1. Какие волны называются продольными? поперечными? Приведите примеры.
1. Продольные волны — это такие волны, в которых колебания частиц среды совершаются вдоль направления распространения волн, например, звуковые волны. Поперечные волны — это такие волны, при которых колебания частиц среды совершаются перпендикулярно направлению распространения волн, например, волны на поверхности воды.
Источник:
Решебник по физике за 9 класс (А.В.Перышкин, Е.М.Гутник, 2009 год),
задача №1
к главе «Глава II Механические колебания и волны. Звук. §32. Продольные и поперечные волны. Ответы на вопросы».
Поперечные и продольные волны в физике
Одна из важных тем в науке физике посвящена изучению природы и свойств волн. Подобные явления окружают человека повсеместно. Волновые процессы формируются в природном мире естественным образом, а также являются следствием хозяйственной деятельности. Исследование волн разного рода позволяет разрабатывать приборы, оборудование, технологии, полезные в разнообразных сферах жизни. В зависимости от характера образования и проявления в категории волн выделяют основные типы:
- продольные;
- поперечные.
Продольными называют такие волны, в которых движение частиц реализовано по направлению распространения волны.
В процессе изучения продольных волн замечено, что частицы рассматриваемой среды совершают колебания вдоль оси, по которой распространяется волна. Подобный эффект можно наблюдать при возникновении волн звука, обладающих свойством хорошо распространяться в воздушном пространстве. Прохождение звуковых потоков сквозь атмосферу сопровождает сжатие и растяжение молекул воздуха вдоль вектора, характерного для волнового движения.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Поперечные волны — это
Поперечные волны представляют собой волны, образованные движением частиц среды, ориентированным перпендикулярно относительно вектора распространения волнового процесса.
При возникновении поперечных волн наблюдают колебания частиц в рамках какой-либо плоскости, составляющую воображаемый перпендикуляр с осью, вдоль которой происходит волновое явление. В качестве примера подобного процесса можно рассмотреть образование и дальнейшее перемещение волн на поверхности водоема. При распределении волны по водной поверхности молекулы перемещаются в верхнем и нижнем направлении, то есть перпендикулярно вектору, вдоль которого ориентирована волна.
В каких средах могут возникать
Возникновение поперечных волн характерно исключительно для объектов, пребывающих в твердом агрегатном состоянии. В этом случае реализована возможность для перемещения фрагментов или слоев материала по отношению друг к другу. Формирование продольных волн в твердых материальных телах обусловлено изменением объемных характеристик при деформационном воздействии. Жидкие и газообразные среды состоят из смежных слоев, скользящих по поверхности друг друга. Подобное явление не предусматривает образование поперечных волн. В таком случае допустимо формирование волнового процесса продольного типа.
Где распространяются, примеры
Продольные волны обладают рядом свойств, используемых в современной инженерии. Например, благодаря способности распространяться по воздушной и другим видам сред, продольный волновой процесс берут за основу при проектировании акустических приборов. Аппаратура функционирует за счет звуковых волн для формирования и трансляции звука. Способность к распространению продольных волн в разных средах применяют в медицине, включая ультразвуковую диагностику. Сейсмическую активность также идентифицируют по фиксации волнового процесса рассматриваемого вида.
Световой поток относят к категории поперечных волн. Свет обладает способностью к распространению в разных средах, включая воздушное и водное пространство. Подобный эффект широко используют в оптике для генерации и передачи изображений, способствующих познанию и восприятию окружающего мира. К волнам электромагнитной природы происхождения относят радиоволны и микроволны. Звук также причисляют к рассматриваемому типу волн. В качестве примера можно проанализировать колебательное движение струны или мембраны, за счет чего формируются поперечные волны, создающие звук.
Чем отличаются
Разница между продольными и поперечными волнами заключается в разной направленности движения частиц в среде распространения. В случае продольных волн характерны колебания, происходящие вдоль оси, по которой распространяется волна. Поперечные волны ориентированы перпендикулярно такому направлению. Кроме озвученных свойств, рассматриваемые типы волнового процесса обладают разными механизмами колебательного движения составных компонентов среды. В продольных волнах процесс основан на изменении размеров частиц, а при возникновении поперечных волн молекулы перемещаются.
Примечание 1
В реальных условиях нередко встречают комбинированные волновые процессы. В качестве ярких примеров такого явления целесообразно привести волны в океане и сейсмическую активность. Во время перемещения масс соленой воды в море молекулы, входящие в состав среды, совершают круговые движения, формируя очертания гребней и впадин. В первом случае водные частицы движутся по направлению волны, а на впадинах наблюдают перемещение в противоположную сторону. По итогам формирования какого-либо количества полных волн водные молекулы не смещаются.
Свойства продольных и поперечных волн
Продольным волнам свойственны следующие характеристики:
- сжатие и растяжение молекул, входящих в состав среды, по направлению движения волны;
- уменьшение расстояния между сжимающимися частицами, взаимное удаление растягивающихся частиц;
- скорость, с которой распространяются волны, определена свойствами среды;
- обязательное наличие среды, в которой реализован волновой процесс.
Поперечные волны обладают такими свойствами, как:
- перпендикулярно ориентированное колебание частиц относительно вектора распространения волны;
- быстрота перемещения волны меняется в зависимости от параметров вещества;
- неотъемлемым условием возникновения волнового процесса служит наличие определенной среды.
Продольные волны
Продольными волнами называются волны, в которых колебания совершаются вдоль направления распространения. Примером таких волн могут быть акустические (упругие) волны, в редких случаях существуют примеры продольных электромагнитных волн (в сильно диспергирующих средах).
Продольные волны ─ распространяющееся с конечной скоростью в пространстве переменное взаимодействие материи, которое обычно характеризуется двумя функциями ─ векторной, направленной вдоль потока энергии волны, и скалярной функцией. В упругих волнах (звуковых волнах) векторная функция описывает колебания скорости движения элементов среды распространения волны. В зависимости от вида продольных волн и среды их распространения, скалярная функция описывает разного рода изменения в среде или в поле, например, плотность вещества.
Понятие плотности потока энергии продольных волн впервые введено русским физиком Н.А.Умовым.
Литература
- Волновые явления
Wikimedia Foundation . 2010 .
К продольным волнам можно отнести
Какая волна называется продольной?
частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны
ПРОДОЛЬНАЯ ВОЛНА — волна, у к-рой характеризующая её векторная величина (напр., для гармонич. волн векторная амплитуда) коллинеарна направлению распространения (для гармонич. волн — волновому вектору). К П. в. обычно относят звуковые волны в газах, жидкостях и изотропных твёрдых телах, ленгмюровские волны в плазме p др. волны, где колебания частиц могут происходить строго вдоль волнового вектора. Понятие П. в., как и поперечной волны , условно и связано со способом её описания. Напр., плоская эл—магн. волна в изотропном диэлектрике или магнетике, обычно рассматриваемая как поперечная, может описываться продольным Герца вектором . Строго говоря, к П. в. относятся лишь симметричные, однородные волны (плоские, цилиндрические, сферические). Но, напр., суперпозиция двух плоских продольных (напр., звуковых) волн, распространяющихся под углом друг к другу, порождает неоднородную плоскую волну, в к-рой частицы движутся по эллипсам, различным в разных точках пространства.
М. А. МиллеР, Л. А. Островский.
Савельев И.В, т.2, стр. 274
Частицы среды, в которой распространяется волна, не вовлекаются волной в поступательное движение, они лишь совершают колебания около свооих положений равновесия. В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению, в котором распространяется волна, различают продольные и поперечные волны. В продольной волне частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны. В поперечной волне частице среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волны. Упругие поперечные волны могут возникнуть лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвигу. Поэтому в жидкой и газообразной средах возможно возникновение только продольных волн. В твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн.
Продольными волнами называются волны, в которых колебания совершаются вдоль направления распространения. Примером таких волн могут быть акустические (упругие) волны, в редких случаях существуют примеры продольных электромагнитных волн (в сильно диспергирующих средах).
Продольные волны — распространяющееся с конечной скоростью в пространстве переменное взаимодействие материи, которое обычно характеризуется двумя функциями — векторной, направленной вдоль потока энергии волны, и скалярной функцией. В упругих волнах (звуковых волнах) векторная функция описывает колебания скорости движения элементов среды распространения волны. В зависимости от вида продольных волн и среды их распространения, скалярная функция описывает разного рода изменения в среде или в поле, например, плотность вещества.