Paglaganap ng alon sa isang nababanat na daluyan. Buksan ang Library - buksan ang silid-aralan ng impormasyong pang-edukasyon

Mga alon ay tinatawag na anumang mga kaguluhan ng estado ng bagay o larangan, na nagpapalaganap sa kalawakan sa paglipas ng panahon.

Mekanikal ang mga alon na lumitaw sa nababanat na media ay tinawag, ibig sabihin sa mga kapaligiran kung saan lumilitaw ang mga puwersa na pumipigil sa:

1) makunat na pagpapapangit (compression);

2) pag-shear deformation.

Sa unang kaso, mayroon paayon alon, kung saan ang mga panginginig ng mga maliit na butil ng daluyan ay nangyayari sa direksyon ng paglaganap ng mga panginginig. Ang mga paayon na alon ay maaaring kumalat sa solid, likido at mga gas na katawan, dahil nauugnay ang mga ito sa paglitaw ng mga nababanat na puwersa kapag nagbabago dami.

Sa pangalawang kaso, mayroong umiiral sa kalawakan paggugupit ng alon, kung saan ang mga maliit na butil ng daluyan ay nanginginig sa mga direksyon na patayo sa direksyon ng paglaganap ng mga panginginig. Ang mga alon ng paggugupit ay maaari lamang lumaganap sa mga solido, sapagkat nauugnay sa paglitaw ng nababanat na pwersa kapag nagbabago Hugis katawan

Kung ang isang katawan ay nag-vibrate sa isang nababanat na daluyan, pagkatapos ay kumikilos ito sa mga maliit na butil ng daluyan na katabi nito, at pinapagawa ang mga ito ng sapilitang panginginig. Ang daluyan na malapit sa oscillating na katawan ay deformed, at nababanat ang mga pwersang ito. Ang mga puwersang ito ay kumikilos sa mga maliit na butil ng daluyan na mas palayo sa katawan, na inilalabas ang kanilang posisyon sa balanse. Sa paglipas ng panahon, higit pa at maraming mga maliit na butil ng daluyan ang nasasangkot sa paggalaw ng oscillatory.

Ang mga phenomena ng mekanikal na alon ay may malaking kahalagahan sa pang-araw-araw na buhay. Halimbawa, salamat sa mga alon ng tunog na sanhi ng pagkalastiko ng kapaligiran, naririnig natin. Ang mga alon na ito sa mga gas o likido ay kumakatawan sa mga pagbabagu-bago ng presyon na nagpapalaganap sa isang naibigay na kapaligiran. Bilang mga halimbawa ng mga mekanikal na alon, maaari ding banggitin ang: 1) mga alon sa ibabaw ng tubig, kung saan ang koneksyon ng mga katabing lugar ng ibabaw ng tubig ay sanhi hindi sa pagkalastiko, ngunit sa gravity at mga puwersang pag-igting sa ibabaw; 2) sumabog ang mga alon mula sa pagsabog ng mga shell; 3) mga seismic na alon - mga panginginig sa crust ng lupa, paglaganap mula sa lugar ng lindol.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng nababanat na mga alon at anumang iba pang nakaayos na paggalaw ng mga maliit na butil ng isang daluyan ay ang paglaganap ng mga oscillation ay hindi nauugnay sa paglipat ng bagay ng daluyan mula sa isang lugar patungo sa isa pa sa mahabang distansya.

Ang lokasyon ng mga puntos kung saan maabot ang mga oscillation sa isang tiyak na sandali sa oras na tinatawag na sa harap mga alon Ang harap ng alon ay ang ibabaw na naghihiwalay sa bahagi ng puwang na kasangkot na sa proseso ng alon mula sa lugar kung saan hindi pa lumitaw ang mga oscillation.

Ang lokasyon ng mga puntos na nanginginig sa parehong yugto ay tinawag ibabaw ng alon... Ang ibabaw ng alon ay maaaring iguhit sa pamamagitan ng anumang punto sa puwang na sakop ng proseso ng alon. Dahil dito, mayroong isang walang katapusang bilang ng mga ibabaw ng alon, habang mayroon lamang isang harapang alon sa isang pagkakataon, gumagalaw ito palagi. Ang hugis ng harap ay maaaring magkakaiba depende sa hugis at laki ng pinagmulan ng panginginig ng boses at mga katangian ng daluyan.

Sa kaso ng isang homogenous at isotropic medium, ang spherical waves ay kumakalat mula sa isang puntong pinagmulan, i. ang alon sa harap sa kasong ito ay isang globo. Kung ang pinagmulan ng mga oscillation ay isang eroplano, kung gayon ang anumang seksyon ng harapang alon na malapit dito ay kakaiba sa pagkakaiba sa isang bahagi ng eroplano, samakatuwid ang mga alon na may ganoong harapan ay tinatawag na eroplano.

Ipagpalagay natin na sa oras na lumipat ang ilang seksyon ng harap na alon. Ang dami

ay tinatawag na ang bilis ng paglaganap ng harap ng alon o bilis ng yugto alon sa isang ibinigay na lugar.

Ang linya, ang tangent kung saan sa bawat punto ay tumutugma sa direksyon ng alon sa puntong ito, ibig sabihin na may direksyon ng paglipat ng enerhiya ay tinawag sinag... Sa isang homogenous na isotropic medium, ang sinag ay isang tuwid na linya patayo sa harap ng alon.

Ang mga oscillation mula sa mapagkukunan ay maaaring kapwa magkakasuwato at hindi magkatugma. Alinsunod dito, ang mga alon ay tumatakbo mula sa pinagmulan monochromatic at hindi monochromatic... Ang isang di-monochromatic na alon (naglalaman ng mga panginginig ng iba't ibang mga frequency) ay maaaring mabulok sa isang monochromatic (bawat isa ay naglalaman ng mga panginginig ng parehong dalas). Ang isang monochromatic (sinusoidal) na alon ay isang abstraction: tulad ng isang alon ay dapat na walang hanggan pinalawig sa espasyo at oras.

Upang maunawaan kung paano kumakalat ang mga panginginig sa isang medium, magsimula tayo mula sa malayo. Nakapahinga ka na ba sa tabing dagat, pinapanood ang mga alon na pamamaraang tumatakbo sa buhangin? Napakagandang tanawin, hindi ba? Ngunit sa palabas na ito, bilang karagdagan sa kasiyahan, maaari kang makahanap ng kaunting benepisyo, kung sa tingin mo at haka-haka nang kaunti. Nangangatuwiran din kami upang makinabang ang ating isipan.

Ano ang mga alon?

Karaniwan itong tinatanggap na ang alon ay ang paggalaw ng tubig. Bumangon sila bilang isang resulta ng paghihip ng hangin sa dagat. Ngunit lumalabas na kung ang mga alon ay ang paggalaw ng tubig, kung gayon ang ihip ng hangin sa isang direksyon ay kailangang maabutan ang karamihan sa tubig ng dagat mula sa isang dulo ng dagat patungo sa kabilang oras sa ilang oras. At pagkatapos ay sa isang lugar, sabihin, sa baybayin ng Turkey, ang tubig ay nawala sa ilang mga kilometro mula sa baybayin, at nagkaroon ng isang pagbaha sa Crimea.

At kung ang dalawang magkakaibang hangin ay sumabog sa iisang dagat, kung saan saan maaari nilang ayusin ang isang malaking hukay sa tubig. Gayunpaman, hindi ito ang kaso. Mayroong, syempre, pagbaha ng mga lugar sa baybayin sa panahon ng mga bagyo, ngunit ang dagat ay nagdadala lamang ng mga alon nito sa baybayin, mas malayo, mas mataas ang mga ito, ngunit hindi ito gumagalaw nang mag-isa.

Kung hindi man, ang dagat ay maaaring maglakbay sa buong planeta kasama ang hangin. Samakatuwid, lumalabas na ang tubig ay hindi gumagalaw sa mga alon, ngunit nananatili sa lugar. Kung gayon, ano ang mga alon? Ano ang kanilang kalikasan?

Ang paglaganap ba ng mga panginginig ng alon?

Ang mga oscillation at alon ay nagaganap sa ika-9 na baitang sa kursong pisika sa isang paksa. Lohikal na ipalagay pagkatapos na ito ang dalawang phenomena ng parehong kalikasan, na konektado sila. At ito ay ganap na totoo. Ang paglaganap ng mga panginginig sa isang daluyan ay mga alon.

Napakadaling makita ito nang malinaw. Itali ang isang dulo ng lubid sa isang bagay na nakatigil, at hilahin ang kabilang dulo at pagkatapos ay marahang iling.

Makikita mo kung paano tumakbo ang mga alon sa kahabaan ng lubid sa pamamagitan ng kamay. Sa kasong ito, ang lubid mismo ay hindi lumayo mula sa iyo, nanginginig ito. Ang mga oscillation mula sa pinagmulan ay nagpapalaganap kasama nito, at ang enerhiya ng mga oscillation na ito ay naipadala.

Iyon ang dahilan kung bakit ang mga alon ay nagtapon ng mga bagay sa baybayin at bumagsak nang may lakas, sila mismo ang naglipat ng enerhiya. Gayunpaman, ang sangkap mismo ay hindi gumagalaw sa kasong ito. Ang dagat ay nananatili sa tamang lugar nito.

Paayon at nakahalang na alon

Makilala ang pagitan ng mga paayon at nakahalang na alon. Ang mga alon kung saan nagaganap ang mga oscillation kasama ang direksyon ng kanilang paglaganap ay tinawag paayon... PERO nakahalang ang mga alon ay mga alon na nagpapalaganap patayo sa direksyon ng panginginig ng boses.

Anong uri ng mga alon ang sa palagay mo mayroon ang lubid o mga alon ng dagat? Ang mga shear alon ay nasa halimbawa ng aming lubid. Ang aming mga oscillation ay nakadirekta pataas at pababa, at ang alon ay lumaganap kasama ang lubid, iyon ay, patayo.

Upang makakuha ng mga paayon na alon sa aming halimbawa, kailangan naming palitan ang lubid ng isang goma. Ang paghila ng kurdon ay hindi gumagalaw, kailangan mong iunat ito sa iyong mga daliri sa isang tiyak na lugar at bitawan ito. Ang nakaunat na seksyon ng kurdon ay makakakontrata, ngunit ang enerhiya ng kahabaan-pag-ikli na ito ay para sa ilang oras na maililipat kasama ang kurdon pa sa anyo ng mga panginginig.

Lecture number 9

Mga mekanikal na alon

6.1. Paglaganap ng mga panginginig ng boses sa isang nababanat na daluyan.

6.2. Equation ng Plane Wave.

6.3. Equation ng alon.

6.4. Ang bilis ng paglaganap ng alon sa iba't ibang media.

Ang mga pang-mechanical na pag-vibrate na nagpapalaganap sa isang nababanat na daluyan (solid, likido o gas) ay tinatawag na mekanikal o nababanat mga alon.

Ang proseso ng paglaganap ng mga oscillation sa isang tuluy-tuloy na daluyan ay karaniwang tinatawag na proseso ng alon o alon. Ang mga maliit na butil ng daluyan kung saan ang paglaganap ng alon ay hindi kasangkot ng alon sa paggalaw ng pagsasalin. nag-oscillate lamang sila sa paligid ng kanilang mga posisyon sa balanse. Kasama ang alon, ang estado lamang ng paggalaw ng paggalaw at ang lakas nito ay inililipat mula sa maliit na butil hanggang sa maliit na butil ng daluyan. Sa kadahilanang ito ang pangunahing pag-aari ng lahat ng mga alon, anuman ang kanilang kalikasan, ay ang paglipat ng enerhiya nang walang paglilipat ng bagay.

Isinasaalang-alang ang pagpapakandili sa direksyon ng mga oscillation ng maliit na butil na may paggalang sa direksyon kung saan kumakalat ang alon, makilala paayon at nakahalang mga alon

paayon kung ang mga panginginig ng mga maliit na butil ng daluyan ay nangyayari sa direksyon ng paglaganap ng alon. Ang mga paayon na alon ay naiugnay sa volumetric na pagpapapangit ng pag-igting - pag-compress ng daluyan, samakatuwid, maaari nilang palaganapin ang pareho sa mga solido at sa mga likido at gas na media.

Ang isang nababanat na alon ay karaniwang tinatawag nakahalang kung ang mga panginginig ng mga maliit na butil ng daluyan ay nagaganap sa mga eroplano na patayo sa direksyon ng paglaganap ng alon Ang mga nakahalang alon ay maaaring lumitaw lamang sa naturang daluyan na may pagkalastiko ng form, samakatuwid, ay may kakayahang labanan ang pagpapangit ng deformation. Ang pag-aari na ito ay nagmamay-ari lamang ng mga solidong katawan.

Sa igos Ipinapakita ng 1 ang isang maayos na alon ng paggugupit ng alon sa axis 0 NS... Binibigyan ng graph ng alon ang pag-asa ng pag-aalis ng lahat ng mga maliit na butil ng daluyan sa distansya sa mapagkukunan ng mga oscillation sa isang naibigay na oras. Ang distansya sa pagitan ng pinakamalapit na mga particle na nanginginig sa parehong yugto ay karaniwang tinatawag haba ng daluyong. Ang haba ng daluyong ay katumbas din ng distansya na ang isang tiyak na yugto ng oscillation ay umaabot sa panahon ng oscillation.

Hindi lamang ito mga particle na matatagpuan sa kahabaan ng 0 axis na nag-vibrate. NS, at isang hanay ng mga particle na nakapaloob sa isang tiyak na dami. Ang lokasyon ng mga puntos kung saan maabot ang mga pagbabago-bago sa pamamagitan ng sandali ng oras t, kaugalian na tumawag harap ng alon... Ang harap ng alon ay ang ibabaw na naghihiwalay sa bahagi ng puwang na kasangkot na sa proseso ng alon mula sa lugar kung saan hindi pa lumitaw ang mga oscillation. Ang locus ng mga puntos na oscillating sa parehong yugto ay karaniwang tinatawag ibabaw ng alon... Ang ibabaw ng alon ay maaaring iguhit sa pamamagitan ng anumang punto sa puwang na sakop ng proseso ng alon. Ang mga ibabaw ng alon ay nagmumula sa anumang hugis. Sa pinakasimpleng mga kaso, ang mga ito ay nasa anyo ng isang eroplano o isang globo. Alinsunod dito, ang alon sa mga kasong ito ay karaniwang tinatawag na eroplano o spherical. Sa isang alon ng eroplano, ang mga ibabaw ng alon ay isang hanay ng mga parallel na eroplano, at sa isang spherical wave, isang hanay ng mga concentric spheres.

Tapos na ang trabaho

Gumagawa ang DIPLOMA

Marami na ang nasa likuran mo at ngayon ay nagtapos ka na, kung, syempre, isulat mo ang iyong sanaysay sa tamang oras. Ngunit ang buhay ay isang bagay na ngayon lamang malinaw na sa iyo na, sa pagtigil mong maging isang mag-aaral, mawawala sa iyo ang lahat ng kasiyahan ng mag-aaral, na marami sa mga hindi mo pa nasusubukan, isantabi ang lahat at isantabi ito sa paglaon. At ngayon, sa halip na makabawi sa nawalang oras, nagsusumikap ka sa iyong tesis? Mayroong isang mahusay na paraan out: i-download ang thesis na kailangan mo mula sa aming website - at agad kang magkakaroon ng maraming libreng oras!
Ang mga thesis ay matagumpay na naipagtanggol sa mga nangungunang Unibersidad ng Republika ng Kazakhstan.
Gastos ng trabaho mula sa 20,000 tenge

TRABAHO NG COURSE

Ang proyekto sa kurso ay ang unang seryosong praktikal na gawain. Ito ay sa pagsulat ng isang term paper na nagsisimula ang paghahanda para sa pagpapaunlad ng mga proyektong diploma. Kung natututo ang isang mag-aaral na ipakita nang tama ang nilalaman ng isang paksa sa isang proyekto ng kurso at wastong idisenyo ito, sa hinaharap ay hindi siya magkakaroon ng mga problema alinman sa pagsulat ng mga ulat, o sa pagguhit ng mga thesis, o sa pagpapatupad ng iba pang mga praktikal na gawain. Upang matulungan ang mga mag-aaral sa pagsulat ng ganitong uri ng gawain ng mag-aaral at linawin ang mga katanungang lumabas habang naghahanda ito, sa katunayan, nilikha ang seksyong ito ng impormasyon.
Gastos ng trabaho mula sa 2,500 tenge

MASTER DISSERTATIONS

Sa kasalukuyan, sa mas mataas na mga institusyong pang-edukasyon ng Kazakhstan at mga bansa ng CIS, ang antas ng mas mataas na propesyonal na edukasyon ay pangkaraniwan, na sumusunod pagkatapos ng degree na bachelor - master's degree. Sa mahistrado, ang mga mag-aaral ay nag-aaral na may layunin na makakuha ng master's degree, na kinikilala sa karamihan ng mga bansa sa mundo higit pa sa isang bachelor's degree, at kinikilala rin ng mga dayuhang employer. Ang resulta ng pag-aaral sa isang master's degree ay ang pagtatanggol sa tesis ng master.
Kami ay magbibigay sa iyo ng napapanahong mapag-aralan at tekstuwal na materyal, ang presyo ay may kasamang 2 pang-agham na artikulo at isang abstract.
Gastos ng trabaho mula sa 35,000 tenge

MAG-REPRORTA NG KASANAYAN

Matapos makumpleto ang anumang uri ng kasanayan sa mag-aaral (pang-edukasyon, pang-industriya, paunang diploma), kinakailangan upang gumuhit ng isang ulat. Ang dokumentong ito ay magiging isang kumpirmasyon ng praktikal na gawain ng mag-aaral at ang batayan para sa pagbuo ng isang pagtatasa para sa pagsasanay. Karaniwan, upang makagawa ng isang ulat sa kasanayan, kailangan mong kolektahin at pag-aralan ang impormasyon tungkol sa negosyo, isaalang-alang ang istraktura at iskedyul ng trabaho ng samahan kung saan gaganapin ang kasanayan, gumuhit ng isang iskedyul at ilarawan ang iyong kasanayan.
Tutulungan ka naming magsulat ng isang ulat sa internship na isinasaalang-alang ang mga detalye ng mga aktibidad ng isang partikular na negosyo.

§ 1 Paglaganap ng mga panginginig sa daluyan. Paayon at nakahalang na alon

Isaalang-alang kung paano kumakalat ang mga panginginig sa iba`t ibang mga kapaligiran. Kadalasan maaari mong obserbahan kung paano nagkakalat ang mga lupon mula sa isang float o mula sa isang itinapon na bato. Ang mga oscillation na lumilikha ng pagpapapangit ng daluyan sa kalawakan ay maaaring maging mapagkukunan, halimbawa, ng mga alon ng lindol, mga alon ng dagat o tunog. Kung isasaalang-alang namin ang tunog, kung gayon ang mga panginginig ay ginawa pareho sa isang pinagmulan ng tunog (string o tuning fork) at isang sound receiver, halimbawa, isang microphone membrane. Ang mga oscillation ay ginawa rin ng daluyan mismo, kung saan naglalakbay ang alon.

Ang proseso ng paglaganap ng mga panginginig sa espasyo sa paglipas ng panahon ay tinatawag na isang alon. Ang mga alon ay mga kaguluhan na kumakalat sa kalawakan, paglayo mula sa lugar na pinagmulan.

Dapat pansinin na ang paglaganap ng mga mekanikal na alon ay posible lamang sa gas, likido at solidong media. Ang isang mekanikal na alon ay hindi maaaring lumitaw sa isang vacuum sa anumang paraan.

Ang solid, likido, gas na media ay binubuo ng mga indibidwal na mga particle na nakikipag-ugnay sa bawat isa sa pamamagitan ng bonding. Ang pagganyak ng mga panginginig ng mga maliit na butil ng isang naibigay na daluyan sa isang lugar ay nagdudulot ng sapilitang panginginig ng mga kalapit na mga maliit na butil, na kung saan, pinupukaw ang mga panginginig ng susunod, atbp.

Mayroong mga paayon at paggugupit na alon.

Ang isang alon ay tinatawag na paayon kung ang mga maliit na butil ng daluyan ay nanginginig sa direksyon ng paglaganap ng alon.

Ang isang paayon na alon ay makikita sa halimbawa na may isang malambot na mahabang tagsibol: sa pamamagitan ng pagpisil at paglabas ng isa sa mga dulo nito (naayos ang kabilang dulo), magdudulot tayo ng sunud-sunod na paggalaw ng pampalapot at bihirang paggawa ng mga coil nito.

Sa madaling salita, inoobserbahan natin kung paano mula sa isang dulo nito hanggang sa kabilang dulo ay mayroong isang kaguluhan na sanhi ng pagbabago ng nababanat na puwersa, ang bilis ng paggalaw o pagpabilis ng mga coil ng tagsibol, ang pag-aalis ng mga coil mula sa linya ng balanse . Sa halimbawang ito, nakikita natin ang isang paglalakbay na alon.

Ang isang naglalakbay na alon ay isang alon na, kapag lumilipat sa kalawakan, naglilipat ng enerhiya nang hindi naglilipat ng bagay.

a) paunang estado; b) pag-compress ng tagsibol; c) paglipat ng mga oscillation mula sa isang pagliko sa isa pa (pampalapot at pagpapalabas ng mga liko).

Sa mekaniko, pinag-aaralan ang tinatawag na nababanat na mga alon.

Ang isang daluyan, ang mga maliit na butil ay magkakaugnay sa isang paraan na ang isang pagbabago sa posisyon ng isa sa mga ito ay humahantong sa isang pagbabago sa posisyon ng iba pang mga particle, ay tinatawag na nababanat.

Ang isang alon ay tinatawag na transverse kung ang mga maliit na butil ng daluyan ay nanginginig sa isang direksyon na patayo sa direksyon ng paglaganap ng alon.

Kung iunat natin ang goma ng pahalang, ayusin ang isang dulo nito nang mahigpit, at dalhin ang isa sa patayong paggalaw ng oscillatory, mapapansin natin ang isang nakahalang alon.

Para sa eksperimento, gagayahin namin ang isang kadena ng mga bukal at bola at sa modelong ito susuriin namin ang paggalaw ng mga paayon at nakahalang na alon.

Sa kaso ng isang paayon alon (a), ang mga bola ay nawala sa kahabaan, at ang mga bukal ay alinman sa nakaunat o naka-compress, iyon ay, nangyayari ang compression o pag-aayos ng pag-igting. Dapat tandaan na sa isang likido at madulas na daluyan, ang naturang pagpapapangit ay sinamahan ng pag-compaction ng daluyan o ang rarefaction nito.

Kung ang bola ay napalayo patayo sa kadena (b), pagkatapos ay ang tinatawag na shear deformation ay nangyayari. Sa kasong ito, makikita natin ang paggalaw ng shear wave. Dapat tandaan na ang shear deformation ay imposible sa isang likido at madulas na daluyan.

Samakatuwid, ang sumusunod na kahulugan ay humahawak.

Ang mga pahaba na mekanikal na alon ay maaaring kumalat sa anumang media: likido, gas at solid. Ang mga alon ng paggugupit ay maaari lamang umiral sa solidong media.

§ 2 Maikling buod sa paksa ng aralin

Ang pagpapalaganap ng mga mekanikal na alon ay posible lamang sa gas, likido at solidong media. Ang isang mekanikal na alon ay hindi maaaring lumitaw sa isang vacuum sa anumang paraan.

Mayroong mga paayon at paggugupit na alon. Ang mga pahaba na mekanikal na alon ay maaaring kumalat sa anumang media: likido, gas at solid. Ang mga alon ng paggugupit ay maaari lamang umiral sa solidong media.

Listahan ng ginamit na panitikan:

1. Physics. Malaking encyclopedic dictionary / Ch. ed. A.M. Prokhorov. - Ika-4 na ed. - M.: Great Russian Encyclopedia, 1999 .-- S. 293-295.
2. Irodov I.E. Mga Mekanika. Pangunahing Batas / I.E. Irodov. - Ika-5 ed., Rev. –M.: Laboratoryo ng pangunahing kaalaman, 2000, pp. 205–223.
3. Irodov I.E. Mga mekanismo ng mga oscillatory system / I.E. Irodov. - Ika-3 ed., Rev. –M.: Laboratoryo ng pangunahing kaalaman, 2000, pp. 311–320.
4. A.V. Peryshkin Physics. Baitang 9: aklat-aralin / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik - M.: Bustard, 2014 .-- 319p. Koleksyon ng mga gawain sa pagsubok sa pisika, grade 9. / E.A.Maron, A.E.Maron. Publishing house na "Edukasyon", Moscow, 2007.

Mga ginamit na imahe: