Механические волны

Среда называется упругой, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, которые препятствуют каким-либо деформациям этой среды.

Когда какое-либо тело совершает колебания в упругой среде (его называют источником волн), оно воздействует на частицы среды и заставляет их совершать вынужденные колебания. Вблизи колеблющегося тела среда деформируется, а возникающие при этом силы упругости воздействуют на все более удаленные от тела частицы среды, выводя их из положения равновесия и вынуждая совершать колебательные движения. Таким образом, постепенно все большее число частиц среды вовлекается в колебательное движение (рис.1).

Рис.1. Возникновение и распространение механической волны

Важно понимать, что:

• при распространении волны происходит перенос энергии, а не перенос вещества – частицы во время прохождения волны совершают колебания вблизи фиксированных положений равновесия; волна осуществляет перенос энергии из одной области пространства в другую.
• механические волны не могут возникнуть в вакууме, они могут возникать и распространяться только в веществе – жидком, твердом или газообразном.

Механические волны имеют большое значение для нашей повседневной жизни. Круги, которые разбегаются на воде от брошенного камня, и огромные океанские волны – все это механические волновые явления. Благодаря механическим волновым явлениям мы слышим, так как звук – это механическая волна, распространяющаяся в воздухе. В воздухе также могут распространяться ударные волны после взрывов бомб или снарядов. Волны, которые распространяются в толще земной коры при землетрясениях, называются сейсмическими волнами. Благодаря распространению сейсмических волн сейсмические станции могут регистрировать земные толчки и их характеристики.

Примеры решения задач