Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 48. Колебания упругих тел как стоячие волны
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ
| § 48. Колебания упругих тел как стоячие волны. Каждая из
двух одинаковых бегущих волн, образующих стоячую волну, пе- реносит энергию в направлении своего распространения. Так как
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:
|