Номер 2, страница 220 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 53. Интерференция волн. Вспомните - номер 2, страница 220.

Условие.

Что такое механические волны?

Решение.

Определение

Механические волны — это процесс распространения колебаний в упругой среде (твёрдой, жидкой или газообразной). Ключевой особенностью волн является перенос энергии и импульса от одной точки пространства к другой без переноса самого вещества. Частицы среды, в которой распространяется волна, не движутся вместе с ней, а лишь совершают колебательные движения около своих положений равновесия. Когда колебания достигают частицы, она начинает двигаться, передавая энергию и движение соседним частицам благодаря силам упругости.

Ответ: Механическая волна — это распространение колебаний в упругой среде, которое сопровождается переносом энергии без переноса вещества.

Условия возникновения и распространения

Для того чтобы механическая волна возникла и могла распространяться, необходимо выполнение двух фундаментальных условий:

1. Наличие источника колебаний. Это может быть любое тело, которое выведено из состояния равновесия и совершает колебательные движения, создавая первоначальное возмущение в среде.

2. Наличие упругой среды. Среда должна обладать упругими свойствами, то есть в ней должны возникать силы, стремящиеся вернуть частицы в положение равновесия при их смещении. Именно эти силы упругости связывают частицы среды и обеспечивают передачу колебаний от одной частицы к другой. В вакууме, где нет вещества, механические волны распространяться не могут.

Ответ: Для существования механических волн необходимы источник колебаний и упругая среда для их передачи.

Виды механических волн

Механические волны классифицируют по направлению колебаний частиц среды относительно направления распространения волны. Выделяют два основных типа:

1. Поперечные волны. В таких волнах частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Представьте себе волну, бегущую по гитарной струне: струна движется вверх-вниз, а волна — вдоль струны. Поперечные волны могут распространяться только в средах, которые сопротивляются деформации сдвига, то есть в твёрдых телах, а также на поверхности жидкостей.

2. Продольные волны. В продольных волнах частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны. Это приводит к образованию в среде чередующихся областей сжатия и разрежения. Самый известный пример продольных волн — это звуковые волны. Они могут распространяться в любой среде: твёрдой, жидкой и газообразной.

Ответ: Механические волны бывают поперечными, где колебания перпендикулярны направлению движения волны, и продольными, где колебания происходят вдоль направления её движения.

Основные характеристики волны

Любую волну можно описать с помощью набора физических величин:

• Амплитуда ($\text{A}$) — это максимальное смещение частиц среды от их положения равновесия. Амплитуда определяет интенсивность волны и количество переносимой ею энергии. Единица измерения в СИ — метр (м).

• Длина волны ($\lambda$) — это расстояние между двумя ближайшими точками среды, колеблющимися в одинаковой фазе (например, между двумя соседними гребнями). Длина волны показывает, на какое расстояние распространяется волна за один период. Единица измерения — метр (м).

• Период ($\text{T}$) — время, за которое частица среды совершает одно полное колебание. Единица измерения — секунда (с).

• Частота ($\nu$) — количество полных колебаний, совершаемых частицей за единицу времени. Частота обратно пропорциональна периоду: $\nu = 1/T$. Единица измерения — герц (Гц).

• Скорость распространения волны ($\text{v}$) — скорость, с которой перемещается фаза волны (например, гребень). Скорость волны зависит от свойств среды, в которой она распространяется, и связана с длиной волны и частотой соотношением: $v = \lambda \cdot \nu$. Единица измерения — метр в секунду (м/с).

Ответ: Основными характеристиками волны являются амплитуда ($\text{A}$), длина волны ($\lambda$), период ($\text{T}$), частота ($\nu$) и скорость распространения ($\text{v}$), которые связаны между собой формулой $v = \lambda \cdot \nu$.