baocaoly

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский
технологический университет «МИСиС»
Информационный проект
на тему:
волна и волновые свойства
Слушатель подготовительного отделения: Чан Ле Суан Хынг
Преподаватель: Данкин Денис Генадьевич
Москва
2020
I.
Что такое механическая
механических волн.
волна?
Характеристики
и
свойства
Механические волны — это механические колебания, которые распространяются
в определенной упругой среде.
Классификация механических волн: На основании направления колебаний и
направлению распространения волны.
 Поперечная волна: В поперечных волнах направление колебания частиц ( vk
) перпендикулярно направлению распространения волны ( v ): ( vk  v ).
Горизонтальные волны - передаются в твердой среде и на поверхности
жидкости. Пример: Волны на воде.
 Продольная волна: В продольных волнах направление колебания частиц
параллельно направлению распространерия волны: ( vk v ). Продольные
волны могут передаваться в твердых, жидких и газообразных средах. Пример:
Звуковые волны.
Механические волны не могут распространяться в вакууме.
Механические волны быстрее всего распространяются в твёрдых средах, медленнее
в жидких и ещё медленнее в газах.
II.
Что такое электромагнитная волна? характеристики и свойства
электромагнитных волн.
Электромагнитная волна — процесс распространения переменных магнитных и
электрических полей.
Ускоренно движущаяся заряженная частица.
Ускоренно движущийся заряд создаёт переменный ток, вокруг которого возникает
переменное магнитное поле. Оно порождает переменнре электрическое поле,
которое приводит к возникновению переменного магнитного поля и т.д.
Электромагнитные волны относятся к поперечным волнам: v  B  E
Электромагнитные волны имеют наибольшую скорости света: с  3.108 M/c.
1
III.
Что такое длина волны?
Длина волны (  (M). ):
 Расстояние, на которое распространится волна за время одного полного
колебания частицы (за период).
 Расстояние между двумя ближайшими «горбами» или «впадинами».
 Кратчайшее расстояние между точками, колеблющимися в фазе.
  v.T 
v 2 v

.
f 
В вакууме:
  c.T 
c
 2 c LC .
v
Волновое уравнение:
Предположим, что волна передается от конкретного источника (источника O) с
волновым уравнением в источнике O:
u0  a cos(t   ).
или u0  a cos 2 ft ( =0).
или u0  a cos 2
1
( =0).
T
У нас есть время волны от O до M (определенная точка): t0 
x
.
v
Волна в точке M в момент времени (t) совпадает с точкой O: ( t  t0 ).
 uM (t )  u0 (t  t0 )  a cos[ (t  t0 )   ].
 uM  a cos(t   
2 x
. ).
T v
Следовательно, мы имеем волновое уравнение в точке М:
uM  a cos(t   
2
2 x

). Отклонение фазы:  
2 x

.
Форма и направление волны:
Расстояние от источника до наблюдателя:
l  v.t
Где:
v

T
 . f : Скорость волны.
t – время движения волны от источника колебаний до наблюдателяю.
В вакууме:
l  c.t
Где:
c  3.108 M/c.
Эхо – отражение звуковых волн от преграды. Расстояние до преграды:
l  vЗВ .

2
 - время движения волны от источника и обратно.
vЗВ  330 M/c : Скорость звука в воздухе.
Радиолокация – способ обнаружения обьекта с помощью радиоволн. Расстояние
до обьекта:
l  c.
3

2
c  3.108 M/c : Скорость радиоволн.
IV.
Шкала электромагнитны волн.
Диапазоны волн располагаются в определенной последовательности. По мере
перехода от одного диапазона к другому уменьшается длина волны, а частота
увеличивается.
Тип волны
Низкочастотные
Радиоволны.
Инфракрасное
излучение
Видимый свет
380 нм <  < 780 нм
Ультрафиолетовое
излучение
Рентгеновское
Излучение
Гамма излучение
Где встречаются
Линии электропередачи
Радиосвязь, телевидение, сотовая
Сушка лакокрасочных покрытий, овощей и фруктов,
нагревательные приборы, приборы ночного видения
90% информации об окружающем мире, фотосинтез
Пигментация кожи, выработка витамина D, бактерицидное
действие
В медицине бактерицидное изучение внутренних орга- нов
Выделяется при радиоактивном распаде и
Выделяется при радиоактивном распаде и при ядерном
взрыве
Инфракрасное излучение: (1 мкм = 106 м и 1 нм = 109 м )
4
Видимый свет:
Ультрафиолетовое излучение:
V.
Упражнение.
Задание 1: Волна частотой 3 Гц распространяется в среде со скоростью 6 м/с. Длина
волны равна
А. 1м
Б. 2м
В. 0,5
Ответ: f  3 (гц) и v  6 (м/с)   
Г. 18м
v 6
  2 (м).
f 3
Задание 2: Человек на побережье наблюдает расстояние между двумя 10метровыми волнами. Кроме того, он насчитал 20 волн, прошедших через
фиксированную точку на поверхности моря за 76 секунд. Время колебаний и
скорость передачи:
А. Т  4 (с) и v  2,5 ( м / с)
Б. Т  8 (с) и v  5 ( м / с)
В. Т  2 (с) и v  5 ( м / с)
Г. Т  8 (с) и v  2,5 ( м / с)
Ответ:
Цикл колебаний: t  (n  1).T  T 
t
. Где: n количество волн, переданных
n 1
положением наблюдателя за время t.
5
T 
t
76
76


 4 (с)
n  1 20  1 19
Скорость передачи: v 

T

10
 2,5 м/с
4
Задание 3: Мужской голос баритон занимает частотный интервал от f1  100 Гц до
f 2  400 Гц . Отношение длин звуковых волн 1 / 2 , соответствующих границам этого
интервала, равно
А. 0,5
Ответ:
Б. 2
В. 0,25
Г. 4
1 v1 / f1 f 2 400



4
2 v2 / f 2 f1 100
Задание 4: На расстоянии 400 м от наблюдателя рабочие вбивают сваи с помощью
копра. Каково время между видимым ударом молота о сваю и звуком удара,
услышанным наблюдателем? Скорость звука в воздухе 340 м/с.
А. 1,4 с
Б. 1,2 с
В. 0,9 с
Г. 0,6 с
Ответ: l  400 м и vзв  340 м/с
l  vзв .t  t 
l
400

 1, 2 c
vзв 340
Задание 5: На поверхности спокойного озера покоится лодка, в которой сидит
рыбак. Рыбак бросает в воду камень в направлении, перпендикулярном берегу.
Волна от упавшего в воду камня доходит до лодки за 10 с, а до берега за 40 с. Чему
может быть равна скорость волн на воде, если расстояние от лодки до берега равно
60 м?
А. 1,2 м/с
Б. 6 м/с
В. 1,5 м/с
Г. 12 м/с или 2 м/с
Ответ:
Когда он бросил камни в воду. Есть 2 случая. Он стоял в том же направлении, что
и берег. или он стоит в противоположном направлении от берега (в зависимости от
положения скалы).
Так что если он в том же направлении, что и берег:
6
l
t
60
 2 м/с
30
l
t
60
 1, 2 м/с .
50
Время от рыбака до берега: t  40 10  30 c  v  
Так что если он отличается от берега:
Время от рыбака до берега: t  40 10  50 c  v  
7