Номер 1, страница 73 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. Какую волну называют бегущей?

1. Бегущая волна — это волновой процесс, при котором поверхности равных фаз (например, гребни или впадины волны) перемещаются в пространстве с определённой скоростью. Ключевой особенностью бегущей волны является перенос энергии от одной точки пространства к другой без переноса вещества.

Основное свойство бегущей волны — это перенос энергии. Источник колебаний создает возмущение в среде, которое распространяется от точки к точке. Частицы среды, получая энергию, начинают совершать колебания около своих положений равновесия и передают эту энергию соседним частицам. Таким образом, энергия распространяется в пространстве, в то время как сами частицы среды в среднем не перемещаются вместе с волной.

Профиль (форма) бегущей волны также перемещается в пространстве. Если в начальный момент времени в точке $\text{x}$ наблюдалось определенное состояние колебания (например, максимальное отклонение), то через некоторое время такое же состояние будет наблюдаться в другой точке, расположенной по направлению распространения волны.

Математически, уравнение плоской бегущей волны, распространяющейся вдоль оси $\text{x}$, можно записать как функцию вида $s(x, t) = f(t \mp x/v)$, где $\text{s}$ — смещение частиц от положения равновесия, $\text{t}$ — время, $\text{x}$ — координата, а $\text{v}$ — скорость распространения волны. Знак минус соответствует волне, бегущей в положительном направлении оси $\text{x}$, а знак плюс — в отрицательном.

Наиболее важным частным случаем является гармоническая (синусоидальная) бегущая волна, которая описывается уравнением: $s(x, t) = A \cos(\omega(t - x/v) + \phi_0) = A \cos(\omega t - kx + \phi_0)$. Здесь $\text{A}$ — это амплитуда (максимальное смещение), $\omega$ — угловая частота, $k = \omega/v = 2\pi/\lambda$ — волновое число (где $\lambda$ — длина волны), а $\phi_0$ — начальная фаза. Выражение в аргументе косинуса, $(\omega t - kx + \phi_0)$, называется фазой волны.

Примерами бегущих волн являются звуковые волны в воздухе, волны на поверхности воды, сейсмические волны в земле, а также электромагнитные волны (такие как свет и радиоволны).

Бегущие волны противопоставляются стоячим волнам, в которых энергия не переносится, а положения максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) колебаний остаются неподвижными в пространстве.

Ответ: Бегущей волной называют волну, которая распространяется в пространстве с течением времени, перенося энергию без переноса вещества. Поверхности равных фаз такой волны перемещаются с конечной скоростью.