Образование волновых импульсов и волн    

    Ручной стробоскопОбразование волновых импульсов и волн может быть продемонстрировано при помощи длинной резиновой трубки и гибкой пружины. На рисунке 1,а показан поперечный импульс, перемещающийся вдоль длинной резиновой трубки.

    Он образуется резким рывком за конец в направлении, перпендикулярном длине трубки, и возвращением его в исходное положение. На рисунке 1,б и в показаны поперечные волны, образованные движением конца непрерывно из стороны в сторону.

    На рисунке 1,г показан продольный импульс в гибкой пружине, образованный быстрым движением конца вперед и назад в исходное положение, а на рисунке 1,д показана продольная волна, образованная движением конца непрерывно назад и вперед.

     

    Волновые импульсы и волны

     

    Непрерывная волна может быть видна лишь короткое время, поскольку она отражается, достигнув конца трубки или пружины. Это происходит вне зависимости от того, свободен или закреплен конец. Отраженная волна взаимодействует с падающей.

    В волновой кювете (рис. 2) является удобным прибором для демонстрации свойств волн и волновых импульсов. Он устроен из стеклянного листа в раме глубиной примерно 5 см. Губчатые полоски выстилают стенки рамы так, чтобы они поглощали пульсации и предотвращали отражение волн от них. Кювета устанавливается на ножках поверх большого листа белой бумаги. Лампа над кюветой отбрасывает тени от волны или импульсов на белый экран. Эти тени видны наиболее ясно, если их наблюдают не через воду. Перед применением кювета выравнивается и ее наполняют водой на глубину 5-10 мм.

    Волновая кюветаВолновые импульсы с плоским фронтом волны образуются погружением в воду рейки, импульсы с круговым фронтом волны образуются любым заостренным предметом. Когда требуются непрерывные волны, то над водой подвешивается деревянный брусок на резинках. Маленький электромотор с эксцентрической осью присоединяется к бруску так, что, когда он включается, брусок вибрирует. Деревянная рейка, прикрепленная к низу бруска, образует плоскую волну, сферические волны образуются маленькой деревянной сферой.

    Непрерывные волны наблюдаются с помощью стробоскопа. Одним из видов стробоскопа является простой фонарь-мигалка. Когда он мигает с той же частотой, с какой происходят колебания частиц в волне, то волны кажутся неподвижными. Другим видом стробоскопа является ручной стробоскоп (рис. вверху) - диск с некоторым числом радиальных прорезей, равномерно расположенных по краю.

    Диск присоединен к оси, проходящей через его центр, и к нему прикреплена ручка А. Он вращается пальцем, помещенным в отверстие В. Волны наблюдаются через его прорези, и когда частота, с которой прорези проходят мимо глаза, сравнивается с частотой волн, то волны кажутся неподвижными.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved