Номер 4, страница 232, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 57. Длина волны. Скорость распространения волны. Вопросы и задания - номер 4, страница 232.

Условие.

4. Может ли изменяться скорость волны при переходе из одной среды в другую? Ответ поясните.

Решение.

Да, скорость волны изменяется при переходе из одной среды в другую, и это является одним из фундаментальных свойств волновых процессов.

Пояснение:

Скорость распространения любой волны (будь то механическая, например, звук, или электромагнитная, например, свет) определяется физическими свойствами среды, в которой она распространяется. Когда волна пересекает границу двух сред, она попадает в условия с другими физическими характеристиками, что и приводит к изменению её скорости.

Например, для механических волн (таких как звук) скорость зависит от упругости и плотности среды. Звук распространяется быстрее в более плотных и упругих средах. Так, скорость звука в стали (около 5000 м/с) значительно выше, чем в воде (около 1500 м/с), а в воде — выше, чем в воздухе (около 340 м/с).

Для электромагнитных волн (например, света) скорость зависит от оптической плотности среды, которая характеризуется показателем преломления $\text{n}$. Скорость света в среде $\text{v}$ связана со скоростью света в вакууме $\text{c}$ соотношением $v = c/n$. Поскольку для любой материальной среды показатель преломления $n > 1$, скорость света в ней всегда меньше, чем в вакууме. При переходе из воздуха ($n \approx 1$) в стекло ($n \approx 1.5$) скорость света уменьшается.

Важно отметить, что при переходе из одной среды в другую частота волны $\text{f}$ остается постоянной, так как она определяется источником волны. Согласно основной формуле волны $v = \lambda \cdot f$, где $\lambda$ — длина волны, изменение скорости $\text{v}$ при постоянной частоте $\text{f}$ приводит к изменению длины волны $\lambda$. Именно изменение скорости является причиной явления преломления волн.

Ответ: Да, скорость волны изменяется при переходе из одной среды в другую, потому что скорость ее распространения зависит от физических свойств среды (таких как плотность, упругость, показатель преломления), которые у разных сред различны.