Механические волны. Принцип Гюйгенса

Одно и то же тело может одновременно участвовать в двух и более движениях. Простым примером является движение шарика, брошенного под углом к горизонту. Можно считать, что шарик участвует в двух независимых взаимно перпендикулярных движениях: равномерном по горизонтали и равнопеременном по вертикали. Одно и то же тело (материальная точка) может участвовать в двух (и более) движениях колебательного типа.

Под сложением колебаний понимают определение закона результирующего колебания, если колебательная система одновременно участвует в нескольких колебательных процессах. Различают два предельных случая – сложение колебаний одного направления и сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

2.1. Сложение гармонических колебаний одного направления

1. Сложение двух колебаний одного направления (сонаправленных колебаний)

можно провести с помощью метода векторных диаграмм (Рисунок 9) вместо сложения двух уравнений.

На Рисунке 2.1 показаны векторы амплитуд А 1 (t) и А 2 (t) складываемых колебаний в произвольный момент времени t, когда фазы этих колебаний соответственно равны и . Сложение колебаний сводится к определению . Воспользуемся тем фактом, что на векторной диаграмме сумма проекций складываемых векторов равна проекции векторной суммы этих векторов.

Результирующему колебанию соответствует на векторной диаграмме вектор амплитуды и фаза .

Рисунок 2.1 – Сложение сонаправленных колебаний.

Величина вектора А (t) может быть найдена по теореме косинусов:

Фаза результирующего колебания задается формулой:

Если частоты складываемых колебаний ω 1 и ω 2 не равны, то и фаза φ(t), и амплитуда А (t) результирующего колебания будут изменяться с течением времени. Складываемые колебания называются некогерентными в этом случае.

2. Два гармонических колебания x 1 и x 2 называются когерентными , если разность их фаз не зависит от времени:

Но так как , то для выполнения условия когерентности двух этих колебаний должны быть равны их циклические частоты .

Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении сонаправленных колебаний с равными частотами (когерентных колебаний) равна:

Начальную фазу результирующего колебания легко найти, если спроектировать векторы А 1 и А 2 на координатные оси ОХ и ОУ (см. Рисунок 9):

Итак, результирующее колебание, полученное при сложении двух гармонических сонаправленных колебаний с равными частотами, также является гармоническим колебанием .

3. Исследуем зависимость амплитуды результирующего колебания от разности начальных фаз складываемых колебаний.

Если , где n – любое целое неотрицательное число

(n = 0, 1, 2…), то минимальной . Складываемые колебания в момент сложения находились в противофазе . При результирующая амплитуда равна нулю .

Если , то , т.е. результирующая амплитуда будет максимальной . В момент сложения складываемые колебания находились в одной фазе , т.е. были синфазны . Если амплитуды складываемых колебаний одинаковы , то .

4. Сложение сонаправленных колебаний с неравными, но близкими частотами .

Частоты складываемых колебаний не равны , но разность частот много меньше и ω 1 , и ω 2 . Условие близости складываемых частот записывается соотношениями .

Примером сложения сонаправленных колебаний с близкими частотами является движение горизонтального пружинного маятника, жесткость пружин которого немного различна k 1 и k 2 .

Пусть амплитуды складываемых колебаний одинаковы, а начальные фазы равны нулю . Тогда уравнения складываемых колебаний имеют вид:

, .

Результирующее колебание описывается уравнением:

Получившееся уравнение колебаний зависит от произведения двух гармонических функций: одна – с частотой , другая – с частотой , где ω близка к частотам складываемых колебаний (ω 1 или ω 2). Результирующее колебание можно рассматривать как гармоническое колебание с изменяющейся по гармоническому закону амплитудой. Такой колебательный процесс называется биениями . Строго говоря, результирующее колебание в общем случае не является гармоническим колебанием.

Абсолютное значение косинуса взято потому, что амплитуда – величина положительная. Характер зависимости х рез. при биениях показан на Рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Зависимость смещения от времени при биениях.

Амплитуда биений медленно меняется с частотой . Абсолютное значение косинуса повторяется, если его аргумент изменяется на π, значит и значение результирующей амплитуды повторится через промежуток времени τ б, называемый периодом биений (см. Рисунок 12). Величину периода биений можно определить из следующего соотношения:

Величина - период биений.

Величина есть период результирующего колебания (Рисунок 2.4).

2.2. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний

1. Модель, на которой можно продемонстрировать сложение взаимно перпендикулярных колебаний, представлена на Рисунке 2.3. Маятник (материальная точка массой m) может совершать колебания по осям ОХ и ОУ под действием двух сил упругости, направленных взаимно перпендикулярно.

Рисунок 2.3

Складываемые колебания имеют вид:

Частоты колебаний определяются как , , где , -коэффициенты жесткости пружин.

2. Рассмотрим случай сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами , что соответствует условию (одинаковые пружины). Тогда уравнения складываемых колебаний примут вид:

Когда точка участвует одновременно в двух движениях, ее траектория может быть различной и достаточно сложной. Уравнение траектории результирующего колебаний на плоскости ОХУ при сложении двух взаимно перпендикулярных с равными частотами можно определить, исключив из исходных уравнений для х и y время t:

Вид траектории определяется разностью начальных фаз складываемых колебаний, которые зависят от начальных условий (см. § 1.1.2). Рассмотрим возможные варианты.

а) Если , где n = 0, 1, 2…, т.е. складываемые колебания синфазные, то уравнение траектории примет вид:

(Рисунок 2.3 а).


Рисунок 2.3.а	Рисунок 2.3 б

б) Если (n = 0, 1, 2 …), т.е. складываемые колебаний находятся в противофазе, то уравнение траектории записывается так:

(Рисунок 2.3б).

В обоих случаях (а, б) результирующее движение точки будет колебание по прямой, проходящей через точку О. Частота результирующего колебания равна частоте складываемых колебаний ω 0 , амплитуда определяется соотношением.

Место работы: МОКУ «Покровская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района»

Должность: учитель физики

Дополнительные сведения: тест разработан по содержанию общеобразовательной программы для 11 класса средней школы

Вариант №1

Процесс обнаружения объектов при помощи радиоволн, называется…

Процесс выделения низкочастотного сигнала называется…

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

Прямая, перпендикулярная совокупности точек равной фазы называется…

Б. для обнаружения объектов;

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Фронт волны – это…

А. последняя волновая поверхность Б. первая волновая поверхность

В. Любая волновая поверхность

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

По какой формуле определяется расстояние до объекта при радиолокации?

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №2

Для чего нужен процесс детектирования?

А. для передачи сигнала на большие расстояния;

Б. для обнаружения объектов;

В. Для выделения низкочастотного сигнала;

Г. Для преобразования низкочастотного сигнала.

Как увеличить частоту колебательного контура?

А. надо уменьшить емкость конденсатора и увеличить индуктивность колебательного контура;

Б. надо увеличить емкость конденсатора и уменьшить индуктивность колебательного контура;

В. Надо уменьшить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура;

Г. Надо увеличить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура.

Процесс изменения высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой частоты, называется…

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

Электромагнитные волны являются…

А. поперечными Б. продольными В. И поперечными и продольными одновременно

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

А. R=2ct Б. R=υt/2 В. R=ct/2 Г. R=2υt

Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких-либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

В. С помощью моделированного сигнала.

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

А. сканирование Б. радиолокация В. Телевещание Г. Модуляция Д. детектирование

С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемник Б. телевизор В. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

Совокупность точек одинаковой фазы называется…

Фронт волны – это…

Совокупность точек, до которых дошло возмущение к моменту времени t, называется…

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Несет ли модулированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

Как работает передающая часть радиолокатора?

А. работает постоянно Б. отключается самопроизвольно в любое время

В. Отключается сразу после передачи сигнала

Электромагнитные волны распространяются со скоростью, равной…

А. с любой Б. 3108мм/с В. 3108км/с Г. 3108м/с

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №3

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

Для чего нужен процесс детектирования?

А. для передачи сигнала на большие расстояния;

Б. для обнаружения объектов;

В. Для выделения низкочастотного сигнала;

Г. Для преобразования низкочастотного сигнала.

Несет ли модулированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

Электромагнитные волны являются…

А. поперечными Б. продольными В. И поперечными и продольными одновременно

Процесс выделения сигнала низкой частоты называется….

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

По какой формуле определяется расстояние до объектов?

А. R=2ct Б. R=υt/2 В. R=ct/2 Г. R=2υt

Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких-либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

В. С помощью моделированного сигнала.

Как уменьшить частоту колебательного контура?

А. надо уменьшить емкость конденсатора и увеличить индуктивность колебательного контура;

Б. надо увеличить емкость конденсатора и уменьшить индуктивность колебательного контура;

В. Надо уменьшить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура;

Г. Надо увеличить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура.

Процесс обнаружения объектов с помощью радиоволн, называется…

А. сканирование Б. радиолокация В. Телевещание Г. Модуляция Д. детектирование

С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемник Б. телевизор В. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

Совокупность точек одинаковой фазы называется…

А. лучом Б. волновой поверхностью В. Фронтом волны

Прямая, перпендикулярная совокупности точек равной фазы, называется…

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Электромагнитные волны распространяются со скоростью, равной…

А. с любой Б. 3108мм/с В. 3108км/с Г. 3108м/с

Фронт волны – это…

А. последняя волновая поверхность Б. любая волновая поверхность

В. Первая волновая поверхность

Совокупность точек, до которых дошло возмущение к моменту времени t, называется…

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Как работает принимающая часть радиолокатора?

А. работает постоянно Б. отключается самопроизвольно в любое время

В. включается сразу после передачи сигнала

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №4

Процесс обнаружения объектов с помощью радиоволн называется…

А. сканирование Б. радиолокация В. Телевещание Г. Модуляция Д. детектирование

Совокупность точек одинаковой фазы называется…

А. лучом Б. волновой поверхностью В. Фронтом волны

С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемник Б. телевизор В. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

Процесс изменения высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой частоты называется…

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

Как работает передающая часть радиолокатора?

А. работает постоянно Б. отключается самопроизвольно в любое время

В. Отключается сразу после передачи сигнала

По какой формуле определяется расстояние до объектов?

А. R=2ct Б. R=υt/2 В. R=ct/2 Г. R=2υt

Процесс выделения сигнала низкой частоты называется….

А. модуляция Б. радиолокация В. Детектирование Г. Сканирование

Несет ли детектированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких-либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

В. С помощью моделированного сигнала.

Как уменьшить период колебаний колебательного контура?

А. надо уменьшить емкость конденсатора и увеличить индуктивность колебательного контура;

Б. надо увеличить емкость конденсатора и уменьшить индуктивность колебательного контура;

В. Надо уменьшить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура;

Г. Надо увеличить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура.

Прямая, перпендикулярная совокупности точек равной фазы, называется…

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Для чего нужен процесс модулирования?

А. для передачи сигнала на большие расстояния;

Б. для обнаружения объектов;

В. Для выделения низкочастотного сигнала;

Г. Для преобразования низкочастотного сигнала.

Электромагнитные волны являются…

А. поперечными Б. продольными В. И поперечными и продольными одновременно

Фронт волны – это…

А. последняя волновая поверхность Б. любая волновая поверхность

В. Первая волновая поверхность

Совокупность точек, до которых дошло возмущение к моменту времени t, называется…

А. лучом Б. фронтом волны В. Волновой поверхностью

Электромагнитные волны распространяются со скоростью, равной…

А. с любой Б. 3108мм/с В. 3108км/с Г. 3108м/с

Список литературы:

Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев. - 15-е изд. - М.: Просвещение, 2015.-381с.

Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учреждений / Рымкевич А. П. - 12-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2008. - 192 с.

Самостоятельные и контрольные работы. Физика. Кирик, Л. А П.-М.:Илекса,2005.

Как скачать бесплатное сочинение? . И ссылка на это сочинение; Тест для 11 класса “Электромагнитные волны. Радио” уже в твоих закладках.

Дополнительные сочинения по данной теме

Методическая разработка

учебной дисциплине

обязательного минимума

физического образования

государственного стандарта

Прямые, заданные общими уравнениями: и

Данные прямые параллельны тогда и только тогда, когда

Прямые на плоскости, заданные в виде:
и
перпендикулярны только том случае, когда
(при
). Данные прямые параллельны тогда и только тогда, когда их угловые коэффициенты равны, т. е.

Прямые, заданные своими каноническими уравнениями:
и
взаимно перпендикулярны тогда и только тогда, когда
Данные прямые параллельны, если только выполнено условие:

2.7. Точка пересечения непараллельных прямых

Если на плоскости заданы две прямые:
и
, то согласно утверждению 2 координаты
точки пересечения этих прямых можно вычислить по формулам:

Лекция 10. Прямая в пространстве

Общее уравнение прямой

направляющий вектор прямой

Каноническое уравнение прямой

Параметрические уравнения прямой

Уравнение прямой проходящей через 2 данные точки

илежат в одной плоскости

Прямая и плоскость в пространстве

L- лежит в плоскости

3.
если

Лекция 11. Кривые второго порядка

Кривой второго порядка называется геометрическое место точек, задаваемых уравнением: . В зависимости от вида этой кривой уравнение можно привести к одному из канонических, задающему кривую, принадлежащую одному из классов.

Классификация кривых второго порядка

Невырожденные Вырожденные

Гипербола

Парабола

Точка (0;0)

Пара пересекающихся прямых

Пара совпадающих прямых

Пара параллельных прямых

Каноническое уравнение

Каноническое уравнение
или

Каноническое уравнение

Признак вырожденности кривой: уравнение можно представить в виде произведения двух сомножителей.

Кривая второго порядка, заданная каноническим уравнением
, называется эллипсом.a , b – полуоси эллипса. Если
, то a - большая полуось, b - малая полуось.

Построение эллипса, заданного каноническим уравнением
. Пусть уравнение эллипса имеет вид
. Построим прямыеx=6 и y=3 . Точки пересечения данных прямых с осями координат принадлежат эллипсу. Соединим их плавной кривой, получим искомый график. Обычно эллипс определяется как геометрическое место точек, сумма расстояний от которых до фокусов эллипса является величиной постоянной и равной 2a . Координаты фокуса из уравнения эллипса находятся по формулам
если в уравнении
. Если
, то фокусы имеют координаты
(эллипс ориентирован вертикально).

Оптическое свойство эллипса состоит в том, что если точечный источник света поместить в один фокус эллипса, то в другом фокусе появится его изображение.

Эксцентриситет эллипса – степень его вытянутости - отношение расстояния от центра эллипса до фокуса к его большой полуоси, вычисляется по формуле . Для эллипса в общем случае>1, если , то эллипс превращается в окружность. Для эллипса, задаваемого уравнением
эксцентриситет
, а фокусы находятся в точках
.

Окружность – частный случай эллипса, задается уравнением
, гдеR – радиус окружности. У окружности 0, а фокусы совпадают с центром (началом координат).

Гипербола

Гипербола – кривая, задаваемая каноническим уравнением
или
.a , b – полуоси гиперболы. Действительной называется та полуось, около которой в уравнении стоит знак «+». Прямые
- асимптоты гиперболы (график стремится к ним, но никогда не достигает).

Построение гиперболы

Построение гиперболы, заданной уравнением начинаем с отложения по оси Ox отрезка длиной a единиц, а по оси Oy – длиной b единиц. Строим прямые
и
. Гипербола будет касаться полученного прямоугольника в двух точках
. Проведем прямые
- асимптоты гиперболы. Возьмем еще пару точек для более точного выяснения формы кривой (чем больше точек, тем лучше). Вид кривой (для примера взята гипербола, заданная уравнением
) представлен на рисунке. Если в уравнении гиперболы
поменять знаки передx и y, то получим сопряженную ей гиперболу
, которая имеет те же асимптоты.

Так же как и эллипс, гиперболу можно определить как геометрическое место точек, разность расстояний которых от фокусов постоянна. Фокусы гиперболы имеют координаты
, где
(значенияa , b берутся из уравнения гиперболы). Гипербола, сопряженная данной, будет иметь фокусы в точках
.

Оптическое свойство гиперболы состоит в том, что если источник света поместить в один фокус гиперболы, то из бесконечно удаленной точки он будет виден так, как будто он находится во втором фокусе.

Эксцентриситет гиперболы – степень ее вытянутости. Для гиперболы (в общем случае >1) , задаваемой уравнением
эксцентриситет
, а фокусы находятся в точках
.

Парабола

Параболой называется кривая второго порядка, задаваемая каноническим уравнением вида
или
, гдеp – параметр параболы. В зависимости от вида уравнения и значения параметра ветви параболы могут быть направлены:

Параболу можно определить как геометрическое место точек, равноудаленных от точки
- фокуса - и прямой
- директрисы.

Оптическое свойство параболы состоит в том, что если в фокус параболы поместить точечный источник света, то из нее будет выходить параллельный пучок лучей.

Приведение уравнений кривых второго порядка к каноническому виду.

Общее уравнение кривой , причем примем (для упрощения расчетов)B=0. Существуют два метода преобразования уравнения общего вида к каноническому:

Выделение полного квадрата

Замена переменной

Для данного уравнения замену удобно ввести замену в виде:

, где x ’ и y ’ – новые переменные.

Если A и C не равны 0, то
- новый центр кривой второго порядка, аx ’ и y ’ - новые оси.

1. Кривая второго порядка задана уравнением
. Выяснить, чему оно соответствует.

Данному уравнению соответствует окружность со смещенным центром, имеющая каноническое уравнение , где (x 0 ;y 0) – координаты центра окружности, а R – ее радиус. Воспользуемся методом выделения полного квадрата для нахождения канонического вида уравнения.

Итак, данное уравнение соответствует окружности радиуса 2 ед. с центром в точке (2;0).

Привести уравнение к каноническому виду и построить кривую:

Воспользуемся методом замены переменных. Имеем:

Получилось каноническое уравнение эллипса с центром в точке (1;-2). Строим его по вышеописанному алгоритму.

Используем метод выделения полного квадрата и замены переменной.

Получилось уравнение параболы с центром в точке (-2;2)

Ширина блока px

Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт

Место работы: МОКУ «Покровская средняя общеобразовательная школа Октябрьского

Должность: учитель физики

Дополнительные сведения: тест разработан по содержанию общеобразовательной программы

для 11 класса средней школы

Вариант №1

1.Процесс обнаружения объектов при помощи радиоволн, называется…

Б. надо увеличить емкость конденсатора иуменьшить индуктивность колебательного контура;

называется…

7.Процесс выделения низкочастотного сигнала называется…

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

9.Прямая, перпендикулярная совокупности точек равной фазы называется…

10.

Б. для обнаружения объектов;

11.

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

А. последняя волновая поверхностьБ. первая волновая поверхность

В. Любая волновая поверхность

13.

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

14.

15.По какой формуле определяется расстояние до объекта при радиолокации?

А. R=2ct Б. R= υt/2В. R=ct/2 Г. R=2υt

16.

А. с любойБ. 3*10

мм/с В. 3*10

км/с Г. 3*10

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №2

1.Для чего нужен процесс детектирования?

А. для передачи сигнала на большие расстояния;

Б. для обнаружения объектов;

В. Для выделения низкочастотного сигнала;

Г. Для преобразования низкочастотного сигнала.

2.Как увеличить частоту колебательного контура?

А. надо уменьшить емкость конденсатора и увеличить индуктивность колебательного контура;

В. Надо уменьшить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура;

Г. Надо увеличить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура.

3.Процесс изменения высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой частоты,

называется…

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

4.Электромагнитные волны являются…

А. поперечнымиБ. продольнымиВ. И поперечными и продольными одновременно

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

7.Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких- либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

В. С помощью моделированного сигнала.

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

А. сканированиеБ. радиолокацияВ. ТелевещаниеГ. МодуляцияД. детектирование

10.С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемникБ. телевизорВ. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

11.Совокупность точек одинаковой фазы называется…

13.Совокупность точек, до которых дошло возмущение к моменту времени t , называется…

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

14.Несет ли модулированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

15.Как работает передающая часть радиолокатора?

А. работает постоянноБ. отключается самопроизвольно в любое время

В. Отключается сразу после передачи сигнала

16.Электромагнитные волны распространяются со скоростью, равной…

А. с любойБ. 3*10

мм/с В. 3*10

км/с Г. 3*10

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №3

называется…

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

2.Для чего нужен процесс детектирования?

А. для передачи сигнала на большие расстояния;

Б. для обнаружения объектов;

В. Для выделения низкочастотного сигнала;

Г. Для преобразования низкочастотного сигнала.

3.Несет ли модулированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

4.Электромагнитные волны являются…

А. поперечнымиБ. продольнымиВ. И поперечными и продольными одновременно

5.Процесс выделения сигнала низкой частоты называется….

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

6.По какой формуле определяется расстояние до объектов?

А. R=2ct Б. R=υt/2В. R=ct/2 Г. R=2υt

7.Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких- либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

В. С помощью моделированного сигнала.

8. Как уменьшить частоту колебательного контура?

А. надо уменьшить емкость конденсатора и увеличить индуктивность колебательного контура;

Б. надо увеличить емкость конденсатора и уменьшить индуктивность колебательного контура;

В. Надо уменьшить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура;

Г. Надо увеличить и емкость конденсатора, и индуктивность колебательного контура.

9.Процесс обнаружения объектов с помощью радиоволн, называется…

А. сканированиеБ. радиолокацияВ. ТелевещаниеГ. МодуляцияД. детектирование

10.С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемникБ. телевизорВ. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

11.Совокупность точек одинаковой фазы называется…

А. лучомБ. волновой поверхностьюВ. Фронтом волны

12.Прямая, перпендикулярная совокупности точек равной фазы, называется…

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

13.Электромагнитные волны распространяются со скоростью, равной…

А. с любойБ. 3*10

мм/с В. 3*10

км/с Г. 3*10

А. последняя волновая поверхностьБ. любая волновая поверхность

В. Первая волновая поверхность

15.Совокупность точек, до которых дошло возмущение к моменту времени t , называется…

А. лучомБ. фронтом волныВ. Волновой поверхностью

16.Как работает принимающая часть радиолокатора?

А. работает постоянноБ. отключается самопроизвольно в любое время

В. включается сразу после передачи сигнала

Тест №3 «Электромагнитные волны. Радио»

Вариант №4

1.Процесс обнаружения объектов с помощью радиоволн называется…

А. сканированиеБ. радиолокацияВ. ТелевещаниеГ. МодуляцияД. детектирование

2.Совокупность точек одинаковой фазы называется…

А. лучомБ. волновой поверхностьюВ. Фронтом волны

3.С помощью какого устройства можно получить электромагнитные волны?

А. радиоприемникБ. телевизорВ. Колебательный контур

Г. Открытый колебательный контур

4.Процесс изменения высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой частоты

называется…

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

5.Как работает передающая часть радиолокатора?

А. работает постоянноБ. отключается самопроизвольно в любое время

В. Отключается сразу после передачи сигнала

6.По какой формуле определяется расстояние до объектов?

А. R=2ct Б. R=υt/2В. R=ct/2 Г. R=2υt

7.Процесс выделения сигнала низкой частоты называется….

А. модуляцияБ. радиолокацияВ. ДетектированиеГ. Сканирование

8.Несет ли детектированный сигнал информацию?

А. да, но мы ее не воспринимаем;

Б. да, и мы можем ее воспринимать непосредственно органами слуха;

9.Передача звукового сигнала на большие расстояния осуществляется…

А. непосредственной передачей звукового сигнала без каких- либо преобразований;

Б. с помощью детектированного сигнала;

Еще одним видом движения являются волны. Отличительной особенностью этого движения, делающей его уникальным, является то, что в волне распространяются не сами частицы вещества, а изменения в их состоянии (возмущения).

Среда называется упругой , если между ее частицами существуют взаимодействия, препятствующие какой-либо деформации этой среды.

Если какое-либо тело совершает колебания в упругой среде, то оно воздействует на частицы среды, прилегающие к телу, и заставляет их совершать вынужденные колебания. Среда вблизи колеблющегося тела деформируется, и в ней возникают упругие силы . Эти силы действуют на все более удаленные от тела частицы среды, выводя их из положения равновесия. Постепенно все частицы среды вовлекаются в колебательное движение.

Волнами называются всякие возмущения состояния вещества или поля, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

Упругими волнами называются механические возмущения (деформации), которые распространяются в упругой среде. Тела, вызывающие эти возмущения в среде, называются источниками волн . Упругие волны называются звуковыми или акустическими, если соответствующие им механические деформации среды имеют малые амплитуды.

Отличие упругих волн в среде от любого другого упорядоченного движения ее частиц состоит в том, что распространение волн не связано с переносом вещества среды из одного места в другое на большие расстояния.

Волновой поверхностью (фронтом волны) называется совокупность точек среды, колеблющихся в одинаковых фазах. На волновой поверхности фазы колебаний различных точек в рассматриваемый момент времени имеют одно и то же значение.

Лучом называется линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением распространения волны. В однородной изотропной среде луч является прямой, перпендикулярной к фронту волны, и совпадает с направлением переноса энергии волны.

В плоской волневолновыми поверхностями являются плоскости, перпендикулярные к направлению распространения волны. Лучами являются параллельные прямые, совпадающие с направлением скорости распространения волны. Такие волны могут быть получены на поверхности воды с помощью колебаний плоского стержня.

Волна называется поперечной , если частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волны.

Волна называется продольной , если колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны.

В газах и жидкостях, которые не обладают упругостью формы, распространение поперечных волн невозможно. В твердых телах возможно распространение как продольных, так и поперечных волн, связанных с наличием упругости формы.

Каждая волна распространяется с некоторой скоростью. Подскоростью волны понимают скорость распространения возмущения.

Скорость волны определяется свойствами среды, в которой эта волна распространяется. В твердых телах скорость продольных волн больше скорости поперечных. Это обстоятельство учитывается для определения местоположения очагов землетрясения.

Землетрясения являются источниками так называемых сейсмических волн , распространяющихся в земной коре в виде как продольных, так и поперечных волн. Первыми на регистрирующую станцию приходят продольные волны, затем поперечные.

Одной из важнейших характеристик любой волны является длина волны.

Длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания в ее источнике. Она равна расстоянию между соседними гребнями или впадинами в поперечной волне и между соседними сгущениями или разряжениями в продольной волне.

Длина волны обозначается греческой буквой λ (ламбда). Единицей измерения является метр. Поскольку скорость волны – величина постоянная (для данной среды), то пройденное волной расстояние равно произведению скорости на время ее распространения. Таким образом, длина волны

Длина волны совпадает с расстоянием между двумя ближайшими гребнями (или впадинами) волны и зависит как от свойств среды (через скорость v) , так и от свойств источника волны (через период его колебания Т ).

Связь скорости волны с ее частотой:

здесь – частота колебаний.

При переходе волны из одной среды в другую изменяются скорость и длина волны, а циклическая частота, период и частота при этом не изменяются.

Если частицы среды совершают гармонические колебания, то в этой среде распространяется гармоническая волна. Уравнение бегущей гармонической волны

а отраженной

Здесь х – смещение частиц среды, А – амплитуда их колебаний, ω – циклическая частота колебаний частиц, t – время колебаний частиц, равное времени распространения волнового процесса в среде, k – волновое число, у – координата фронта волны, α 0 – начальная фаза колебаний частиц, α – фаза колебаний.

Циклическую частоту ω и волновое число k можно определить так:

Звук

Звуковые волны с частотами от 16 до 2*10 4 Гц воздействуют на органы слуха человека, вызывают слуховые ощущения и называются слышимыми звуками. Звуковые волны с частотами менее 16 Гц называются инфразвуками , а с частотами более 2*10 4 Гц – ультразвуками .

Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны.

Шумами называются звуки, образующие набор частот, непрерывно заполняющих некоторый интервал.

Музыкальные звуки обладают линейчатым спектром частот; им соответствуют периодические или почти периодические колебания.

Каждая синусоидальная звуковая волна называется тоном .

Высота тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон.

Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Наибольшей чувствительностью органы слуха обладают к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц.

Порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органами слуха. Стандартный порог слышимости принимается равным 10 -12 Вт/м 2 при частоте 0 = l кГц.

Как и всякая волна, звуковая волна характеризуется скоростью распространения колебаний в ней. С длиной волны λ, и частотой колебаний υ скорость v связана формулой:

Скорость звука различна в различных средах (веществах).