Формы волн

Волновые формы, могут рассматриваться как продольные звуковые волны. Волны на рисунках а, б и д имеют одинаковую частоту, так же как и на рисунках в и г.

Высота звука определяется его частотой, поэтому звуки, образованные волнами на рисунках а, б и д, имеют одинаковую частоту. Длина волн на рисунках в и г равна половине длины других волн, и поэтому их частота, а следовательно, и высота удвоены. Говорят, что эти тона (ноты) на одну октаву выше остальных.

И продольные, и поперечные волны могут быть представлены определенными волновыми формами. Оба вида волн могут:

а) быть отраженными;

б) быть преломленными;

в) интерферировать;

г) дифрагировать.

Образование 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.

Звуковые волны являются продольными волнами. Для передачи звука необходимо следующее:

а) источник, колеблющийся объект, производящий звук;

б) среда для передачи звука;

в) приемник, такой, как ухо или микрофон, для приема звука.

На рисунке 1 показано несколько одинаково расположенных грузиков, колеблющихся с одинаковой амплитудой и частотой. Вместе с тем каждый грузик отстает по фазе на 90° ^Π/₂ от следующего за ним и на ¹/₄T или 90°, опережает предыдущий грузик. Через грузики может быть прочерчена волна. На рисунке 1,б показаны положения грузиков с запаздыванием в одну четверть периода, на рисунке 1,в показаны грузики с запаздыванием в половину периода ¹/₂T и на рисунке 1,г показаны грузики с запаздыванием в три четверти периода ³/₄T.

Волны являются одним из способов передачи энергии. Когда камень брошен в пруд, то от точки, где камень вошел в воду, распространяется концентрическими кругами рябь (волны). Любой плавающий в воде предмет, например игрушечный кораблик, подпрыгивает вверх и вниз. Хотя волны расходятся от него, сам он не движется, в чем вы можете убедиться, если остановите ваш кораблик посередине пруда. Если бросать в воду камни, то поднимутся волны, но они не подгонят к берегу кораблик.