§ 48. Колебания упругих тел как стоячие волны

Гл. V. Интерференция волн

125

эти направления противоположны друг другу, то в результате

переноса энергии в стоячей волне нет. Энергия остается на

месте, переходя из кинетической в потенциальную и обратно

(это и является главным основанием, чтобы называть такую

волну «стоячей»). Таким образом, процесс здесь такой же, как

и при упругих колебаниях, о которых мы говорили раньше,

например при колебаниях камертона или зажатой в тиски пла-

стинки. И в том, и в другом случаях мы имеем дело с гармо-

ническим колебанием частиц тела, происходящим с известной

частотой, определяемой размерами и свойствами данного тела,

причем отдельные участки этого тела колеблются с различными

амплитудами. Правда, в случае колеблющейся пластинки мы

наблюдали лишь о д н у точку, остававшуюся в покое («узел»

располагался у зажатого конца пластинки), в то время как при

колебаниях шнура может образоваться м н о г о узлов. Однако,

как показано в следующих параграфах, и камертон и пластинку

можно заставить колебаться с большей частотой, так что и на

них образуется несколько узлов.

Таким образом, между упругими колебаниями тела и сто-

ячими волнами в теле нет различия: колебания упругих тел

представляют собой стоячие волны в этих телах.

Получая стоячие волны на шнуре, мы поддерживали эти

волны извне движением руки или кривошипного механизма.

Другими словами, это были в ы н у ж д е н н ы е колебания, их

частота была навязана нашим воздействием и равнялась частоте

этого воздействия. Но стоячие волны могут быть и с в о б о д н ы-

м и. Ударяя камертон, колокол, обыкновенный стакан, оттягивая

и затем отпуская упругую пластинку или натянутую струну,

мы возбуждаем колебания, представляющие собой именно сво-

бодные стоячие волны. Конечно, такие колебания постепенно

затухают из-за трения и других потерь энергии.

Мы рассмотрим теперь свободные стоячие волны на примере,

позволяющем особенно просто получить и наблюдать такие вол-

ны, — на колебаниях натянутой струны.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: