Продольные и поперечные волны

 

Волной называется процесс распространения колебаний в среде. Волна вовлекает окружающую среду в движение. Линия, которая указывает направление распространения волны, называется лучом. Если частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны (вдоль луча), то волна называется продольной. Если же частицы среды колеблются перпендикулярно лучу – волна называется поперечной. Поперечная и продольная волны представлены на рис. 19.

 

 

Рис. 19. Направление колебаний частицы среды

в продольной волне (а) и в поперечной волне (б)

 

Продольные волны связаны со сжатием или растяжением среды и могут быть в твердых, жидких и газообразных средах. Примером служит звук в газах, жидкостях и твердых телах.

Поперечные волны связаны со сдвигом частиц среды и могут быть только в твердых телах или на поверхности жидкости. Примером служат волны, бегущие по шнуру, или морские волны.

Точки пространства, до которых в данный момент времени дошел волновой процесс, называются фронтом волны. Фронт перемещается вперед со скоростью распространения волны с.

Нарисуем волну (рис. 20). Для этого полезно представить фотографию моря в данный момент времени. Волна – это смещение точек среды х, находящихся на разных расстояниях от источника в некоторый фиксированный момент времени t.

 

 

Рис. 20. Зависимость смещения точек среды х

От расстояния до источника (r) волн

 

В другой момент t + τ волна будет иметь вид, показанный на рис. 21 пунктиром.

 

 

Рис. 21. Зависимость смещения х в момент времени t

(сплошная линия) и в момент времени t+r (пунктир)

от расстояния до источника волн (r)

 

Расстояние между точками среды, имеющими одинаковое смещение, называется длиной волны λ.