Номер 3, страница 128 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 27. Механические волны. Вопросы для самопроверки - номер 3, страница 128.

Условие.

3. Каковы особенности волнового движения?

Решение.

Волновое движение — это процесс распространения колебаний в пространстве с течением времени. У этого процесса есть ряд ключевых особенностей, отличающих его от других видов движения.

Перенос энергии без переноса вещества

Это фундаментальная особенность волнового движения. Частицы среды, в которой распространяется механическая волна (например, частицы воды, воздуха), совершают колебания около своих положений равновесия, но не перемещаются вместе с волной. Они передают энергию колебаний от одной частицы к другой. Таким образом, волна переносит энергию и импульс, но не вещество. Хорошим примером является волна на воде: поплавок на поверхности будет двигаться вверх-вниз, но останется примерно на том же месте по горизонтали.

Наличие источника колебаний и среды

Для возникновения механической волны необходим источник — тело, совершающее вынужденные колебания, и упругая среда, в которой эти колебания могут распространяться. Стоит отметить, что для электромагнитных волн (свет, радиоволны) среда не требуется, они могут распространяться и в вакууме.

Основные характеристики волны

Любая волна описывается набором физических величин:

— Длина волны ($ \lambda $): расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе (например, между двумя соседними гребнями).

— Период колебаний ($ T $): время, за которое частица среды совершает одно полное колебание.

— Частота колебаний ($ \nu $): число полных колебаний, совершаемых за единицу времени. Частота и период связаны соотношением $ \nu = 1/T $.

— Амплитуда ($ A $): максимальное смещение колеблющихся частиц от положения равновесия. Энергия, переносимая волной, пропорциональна квадрату амплитуды.

— Скорость распространения волны ($ v $): скорость, с которой перемещается фаза волны (например, гребень). Она связана с длиной волны и частотой формулой: $ v = \lambda \cdot \nu $.

Типы волн по направлению колебаний

В зависимости от направления колебаний частиц среды относительно направления распространения волны, различают:

— Поперечные волны: колебания частиц происходят перпендикулярно направлению распространения волны (например, волны на струне, электромагнитные волны).

— Продольные волны: колебания частиц происходят вдоль направления распространения волны, создавая области сжатия и разрежения (например, звуковые волны в воздухе).

Проявление уникальных волновых явлений

Для волнового движения характерен ряд явлений, которые являются его отличительными признаками:

— Отражение: изменение направления распространения волны при столкновении с границей раздела двух сред, при котором волна возвращается в исходную среду.

— Преломление: изменение направления распространения волны при переходе из одной среды в другую, вызванное изменением скорости волны.

— Интерференция: явление взаимного усиления или ослабления двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга.

— Дифракция: явление огибания волнами препятствий. Дифракция становится заметной, когда размеры препятствия сравнимы с длиной волны.

— Поляризация: свойство поперечных волн, описывающее упорядоченность в ориентации колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Продольные волны не могут быть поляризованы.

— Дисперсия: зависимость скорости распространения волны от её частоты. Примером является разложение белого света в спектр при прохождении через призму.

Ответ: Основными особенностями волнового движения являются: перенос энергии без переноса вещества; описание с помощью характеристик (длина волны, частота, амплитуда, скорость); существование различных типов волн (поперечные, продольные); способность проявлять уникальные волновые явления, такие как интерференция, дифракция, отражение, преломление, поляризация и дисперсия.