Лекція 10.

Общая характеристика волновых процессов

Процесс распространения возмущения в веществе или в поле, сопровождающийся переносом энергии, называется волной.

Упругие механические волны возникают, если колеблющееся тело находится в упругой среде. При этом оно расходует часть своей энергии, вовлекая в колебательное движение частицы окружающей среды, т.е. тело излучает энергию в виде волн. Сначала возбуждаются колебания соседних точек окружающей среды, находящихся в непосредственном контакте с поверхностью колеблющегося тела, а потом все более отдаленные. В общем случае механические волны возникают при любом движении тела в упругой среде (не обязательно колебательном).

Механические волны могут быть периодическими и непериодическими. Примером последних являются ударные волны в упругой среде и волны цунами на поверхности моря. В дальнейшем изложении мы ограничимся рассмотрением важных в практическом отношении периодических волн.

Для возникновения электромагнитных волн не требуется наличия упругой среды, поскольку они представляют собой распространяющиеся в пространстве переменные электрические и магнитные поля, взаимно связанные друг с другом.

Укажем несколько общих характеристик волновых процессов.

Область пространства, охваченная волновым процессом, называется волновым полем.

Поверхность, во всех точках которой периодическая волна в данный момент времени имеет одинаковую фазу, называется фронтом волны. Передний фронт волны — это граница волнового поля, поэтому распространение волны можно рассматривать как перемещение ее переднего фронта. В однородной изотропной среде направление распространения волны перпендикулярно к ее фронту. Это направление называется лучом. В общем случае лучом называют линию, касательная к которой совпадает с направлением распространения волны.