Номер 3, страница 149 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 36. Сейсмические волны. Вспомните - номер 3, страница 149.

Условие.

Чем различаются продольные и поперечные волны?

Решение.

Продольные и поперечные волны — это два основных типа волн, которые различаются главным образом направлением колебаний частиц среды относительно направления распространения самой волны.

Поперечные волны

В поперечной волне частицы среды совершают колебания перпендикулярно направлению, в котором распространяется волна. Если представить, что вы встряхиваете длинную веревку вверх и вниз, то волна будет двигаться от вас к другому концу веревки, а каждый участок веревки будет двигаться только вверх и вниз, но не вдоль нее.

- Направление колебаний: Вектор смещения частиц среды $\text{s}$ перпендикулярен вектору скорости распространения волны $\text{v}$. Математически это выражается как $s \perp v$.

- Структура: Волна состоит из гребней (точек максимального смещения в одну сторону) и впадин (точек максимального смещения в противоположную сторону).

- Среда распространения: Такие волны могут распространяться только в средах, которые сопротивляются деформации сдвига, то есть обладают упругостью формы. Это твердые тела, а также поверхность жидкостей. Внутри жидкостей и в газах поперечные волны не возникают.

- Примеры: Волны на струне музыкального инструмента, электромагнитные волны (свет, радиоволны), сейсмические S-волны.

- Поляризация: Важным свойством поперечных волн является возможность их поляризации. Поляризация — это выделение колебаний, происходящих в одной определенной плоскости.

Продольные волны

В продольной волне частицы среды колеблются параллельно направлению распространения волны. То есть колебания происходят "вперед-назад" вдоль линии, по которой движется волна.

- Направление колебаний: Вектор смещения частиц $\text{s}$ параллелен вектору скорости распространения волны $\text{v}$. Математически: $s \parallel v$.

- Структура: Волна представляет собой чередование областей сжатия (где плотность и давление среды максимальны) и разрежения (где плотность и давление минимальны).

- Среда распространения: Продольные волны могут распространяться в любой упругой среде — твердой, жидкой или газообразной, так как все они сопротивляются сжатию и растяжению (обладают упругостью объема).

- Примеры: Звуковые волны в воздухе или воде, ультразвук, сейсмические P-волны.

- Поляризация: Продольные волны не могут быть поляризованы, так как направление колебаний у них только одно — вдоль направления распространения.

Итоговое сравнение:

Основное отличие: направление колебаний (перпендикулярно у поперечных, параллельно у продольных).
Из этого следуют другие различия:
- Тип деформации: сдвиг для поперечных, сжатие-растяжение для продольных.
- Среда распространения: поперечные требуют упругости формы (в основном твердые тела), продольные — упругости объема (любая среда).
- Возможность поляризации: есть у поперечных, нет у продольных.

Ответ: Главное различие между продольными и поперечными волнами заключается в направлении колебаний частиц среды по отношению к направлению распространения волны. В поперечных волнах частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения (например, волны на струне), а в продольных — параллельно, то есть вдоль направления распространения (например, звуковые волны).