Mga paksa ng USE codifier: mga mekanikal na alon, haba ng daluyong, tunog.
mekanikal na alon - ito ang proseso ng pagpapalaganap sa espasyo ng mga oscillations ng mga particle ng isang nababanat na daluyan (solid, likido o gas).
Ang pagkakaroon ng mga nababanat na katangian sa daluyan ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagpapalaganap ng mga alon: ang pagpapapangit na nangyayari sa anumang lugar, dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga kalapit na particle, ay sunud-sunod na inilipat mula sa isang punto ng daluyan patungo sa isa pa. Ang iba't ibang uri ng mga pagpapapangit ay tumutugma sa iba't ibang uri ng mga alon.
Mga pahaba at nakahalang alon.
Ang alon ay tinatawag pahaba, kung ang mga particle ng daluyan ay nag-oscillate parallel sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang isang longitudinal wave ay binubuo ng alternating tensile at compressive strains. Sa fig. Ang 1 ay nagpapakita ng longitudinal wave, na isang oscillation ng flat layers ng medium; ang direksyon kung saan nag-o-ocillate ang mga layer ay tumutugma sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon (i.e., patayo sa mga layer).
Ang isang alon ay tinatawag na transverse kung ang mga particle ng daluyan ay nag-oscillate patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang transverse wave ay sanhi ng shear deformations ng isang layer ng medium na may kaugnayan sa isa pa. Sa fig. 2, ang bawat layer ay umuusad kasama ang sarili nito, at ang alon ay naglalakbay patayo sa mga layer.
Ang mga longitudinal wave ay maaaring magpalaganap sa mga solido, likido at gas: sa lahat ng media na ito, ang isang nababanat na reaksyon sa compression ay nangyayari, bilang isang resulta kung saan magkakaroon ng compression at rarefaction na tumatakbo nang isa-isa.
Gayunpaman, ang mga likido at gas, hindi tulad ng mga solid, ay walang pagkalastiko na may paggalang sa paggugupit ng mga layer. Samakatuwid, ang mga transverse wave ay maaaring magpalaganap sa mga solido, ngunit hindi sa loob ng mga likido at gas*.
Mahalagang tandaan na sa panahon ng pagpasa ng alon, ang mga particle ng daluyan ay nag-oscillate malapit sa pare-pareho ang mga posisyon ng balanse, ibig sabihin, sa karaniwan, ay nananatili sa kanilang mga lugar. Ang alon kaya
paglipat ng enerhiya nang walang paglilipat ng bagay.
Ang pinakamadaling matutunan maharmonya na alon. Ang mga ito ay sanhi ng isang panlabas na impluwensya sa kapaligiran, nagbabago ayon sa maharmonya na batas. Kapag ang isang harmonic wave ay nagpapalaganap, ang mga particle ng medium ay nagsasagawa ng mga harmonic oscillations na may dalas na katumbas ng dalas ng panlabas na pagkilos. Sa hinaharap, paghigpitan natin ang ating sarili sa mga harmonic wave.
Isaalang-alang natin ang proseso ng pagpapalaganap ng alon nang mas detalyado. Ipagpalagay natin na ang ilang particle ng medium (particle ) ay nagsimulang mag-oscillate na may period . Kumikilos sa isang kalapit na butil, hihilahin ito kasama nito. Ang butil, sa turn, ay hihilahin ang butil kasama nito, atbp. Kaya, ang isang alon ay lilitaw kung saan ang lahat ng mga particle ay mag-a-oscillate na may isang panahon.
Gayunpaman, ang mga particle ay may mass, ibig sabihin, mayroon silang inertia. Ito ay tumatagal ng ilang oras upang baguhin ang kanilang bilis. Dahil dito, ang particle sa paggalaw nito ay medyo mahuhuli sa likod ng particle , ang particle ay mahuhuli sa likod ng particle, atbp. Kapag nakumpleto ng particle ang unang oscillation pagkaraan ng ilang oras at sinimulan ang pangalawa, ang particle , na matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa particle , ay magsisimula sa unang oscillation nito.
Kaya, para sa isang oras na katumbas ng panahon ng mga oscillations ng butil, ang perturbation ng medium ay kumakalat sa isang distansya. Ang distansyang ito ay tinatawag haba ng daluyong. Ang mga oscillations ng particle ay magiging magkapareho sa mga oscillations ng particle, ang mga oscillations ng susunod na particle ay magiging magkapareho sa mga oscillations ng particle, atbp. Ang mga oscillations, tulad noon, ay nagpaparami ng kanilang mga sarili sa malayo ay maaaring tawaging spatial oscillation period; kasama ang yugto ng panahon, ito ang pinakamahalagang katangian ng proseso ng alon. Sa isang longitudinal wave, ang wavelength ay katumbas ng distansya sa pagitan ng mga katabing compression o rarefactions (Fig. 1). Sa transverse - ang distansya sa pagitan ng mga katabing humps o depressions (Larawan 2). Sa pangkalahatan, ang haba ng daluyong ay katumbas ng distansya (kasama ang direksyon ng pagpapalaganap ng alon) sa pagitan ng dalawang pinakamalapit na particle ng daluyan, oscillating sa parehong paraan (ibig sabihin, na may pagkakaiba sa bahagi na katumbas ng ).
Bilis ng pagpapalaganap ng alon ay ang ratio ng wavelength sa panahon ng oscillation ng mga particle ng medium:
Ang dalas ng alon ay ang dalas ng mga oscillation ng particle:
Mula dito nakukuha natin ang kaugnayan ng bilis ng alon, haba ng daluyong at dalas:
. (1)
Tunog.
mga sound wave sa isang malawak na kahulugan, ang anumang mga alon na nagpapalaganap sa isang nababanat na daluyan ay tinatawag. Sa makitid na kahulugan tunog tinatawag na sound wave sa frequency range mula 16 Hz hanggang 20 kHz, na nakikita ng tainga ng tao. Sa ibaba ng hanay na ito ay ang lugar infrasound, sa itaas - lugar ultrasound.
Ang mga pangunahing katangian ng tunog ay dami at taas.
Ang lakas ng tunog ay tinutukoy ng amplitude ng mga pagbabago sa presyon sa sound wave at sinusukat sa mga espesyal na yunit - decibels(dB). Kaya, ang dami ng 0 dB ay ang threshold ng audibility, 10 dB ay ang pag-tick ng isang orasan, 50 dB ay isang normal na pag-uusap, 80 dB ay isang hiyawan, 130 dB ay ang pinakamataas na limitasyon ng audibility (ang tinatawag na Sakit na kayang tiisin).
tono - ito ang tunog na ginagawa ng isang katawan, na gumagawa ng mga harmonic vibrations (halimbawa, isang tuning fork o isang string). Ang pitch ay tinutukoy ng dalas ng mga oscillation na ito: mas mataas ang frequency, mas mataas ang tunog sa tingin natin. Kaya, sa pamamagitan ng paghila ng string, pinapataas namin ang dalas ng mga oscillations nito at, nang naaayon, ang pitch.
Ang bilis ng tunog sa iba't ibang media ay iba: mas nababanat ang daluyan, mas mabilis na lumaganap ang tunog dito. Sa mga likido, ang bilis ng tunog ay mas malaki kaysa sa mga gas, at sa mga solido ito ay mas malaki kaysa sa mga likido.
Halimbawa, ang bilis ng tunog sa hangin ay humigit-kumulang 340 m / s (maginhawang tandaan ito bilang "katlo ng isang kilometro bawat segundo") *. Sa tubig, ang tunog ay nagpapalaganap sa bilis na halos 1500 m/s, at sa bakal - mga 5000 m/s.
pansinin mo yan dalas Ang tunog mula sa isang ibinigay na pinagmulan sa lahat ng media ay pareho: ang mga particle ng medium ay gumagawa ng sapilitang mga oscillations na may dalas ng pinagmulan ng tunog. Ayon sa formula (1), pagkatapos ay napagpasyahan natin na kapag dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, kasama ang bilis ng tunog, ang haba ng sound wave ay nagbabago.
proseso ng alon- ang proseso ng paglipat ng enerhiya nang walang paglilipat ng bagay.
mekanikal na alon- perturbation propagating sa isang elastic medium.
Ang pagkakaroon ng isang nababanat na daluyan ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagpapalaganap ng mga mekanikal na alon.
Ang paglipat ng enerhiya at momentum sa medium ay nangyayari bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kalapit na particle ng medium.
Ang mga alon ay pahaba at nakahalang.
Longitudinal mechanical wave - isang alon kung saan ang paggalaw ng mga particle ng medium ay nangyayari sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Transverse mechanical wave - isang alon kung saan ang mga particle ng medium ay gumagalaw patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon.
Ang mga longitudinal wave ay maaaring magpalaganap sa anumang daluyan. Ang mga transverse wave ay hindi nangyayari sa mga gas at likido, dahil sila
walang mga nakapirming posisyon ng mga particle.
Ang pana-panahong panlabas na pagkilos ay nagdudulot ng mga panaka-nakang alon.
maharmonya na alon- isang alon na nabuo sa pamamagitan ng harmonic vibrations ng mga particle ng medium.
Haba ng daluyong- ang distansya kung saan ang alon ay lumaganap sa panahon ng oscillation ng pinagmulan nito:
mekanikal na bilis ng alon- bilis ng pagpapalaganap ng perturbation sa medium. Ang polariseysyon ay ang pag-order ng mga direksyon ng mga oscillation ng mga particle sa isang medium.
Plano ng polariseysyon- ang eroplano kung saan ang mga particle ng medium ay nanginginig sa alon. Ang isang linearly polarized mechanical wave ay isang alon na ang mga particle ay nag-o-oscillate sa isang tiyak na direksyon (linya).
Polarizer- isang aparato na naglalabas ng alon ng isang tiyak na polariseysyon.
nakatayong alon- isang alon na nabuo bilang isang resulta ng superposisyon ng dalawang harmonic wave na nagpapalaganap patungo sa isa't isa at may parehong panahon, amplitude at polariseysyon.
Antinodes ng isang nakatayong alon- ang posisyon ng mga puntos na may pinakamataas na amplitude ng mga oscillations.
Buhol ng isang nakatayong alon- hindi gumagalaw na mga punto ng alon, ang amplitude ng oscillation na katumbas ng zero.
Sa haba l ng isang string na naayos sa mga dulo, isang integer n kalahating alon ng mga nakahalang nakatayo na alon ay magkasya:
Ang ganitong mga alon ay tinatawag na mga oscillation mode.
Ang oscillation mode para sa isang arbitrary integer n > 1 ay tinatawag na nth harmonic o ang nth overtone. Ang oscillation mode para sa n = 1 ay tinatawag na unang harmonic o pangunahing oscillation mode. Ang mga sound wave ay mga elastic wave sa medium na nagdudulot ng auditory sensations sa isang tao.
Ang dalas ng mga oscillations na naaayon sa mga sound wave ay nasa saklaw mula 16 Hz hanggang 20 kHz.
Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga sound wave ay tinutukoy ng rate ng paglipat ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle. Ang bilis ng tunog sa isang solid v p, bilang panuntunan, ay mas malaki kaysa sa bilis ng tunog sa isang likido v l, na, naman, ay lumampas sa bilis ng tunog sa isang gas v g.
Ang mga sound signal ay inuri ayon sa pitch, timbre at loudness. Ang pitch ng tunog ay tinutukoy ng dalas ng pinagmulan ng mga vibrations ng tunog. Kung mas mataas ang dalas ng oscillation, mas mataas ang tunog; Ang mga vibrations ng mababang frequency ay tumutugma sa mababang tunog. Ang timbre ng tunog ay natutukoy sa pamamagitan ng anyo ng sound vibrations. Ang pagkakaiba sa hugis ng mga vibrations na may parehong panahon ay nauugnay sa iba't ibang mga relatibong amplitude ng pangunahing mode at overtone. Ang dami ng tunog ay nailalarawan sa antas ng intensity ng tunog. Sound intensity - ang enerhiya ng mga sound wave na insidente sa isang lugar na 1 m 2 sa 1 s.
Mga alon. Pangkalahatang katangian ng mga alon.Kaway kaway - ito ang phenomenon ng pagpapalaganap sa espasyo sa paglipas ng panahon ng pagbabago (perturbation) ng isang pisikal na dami na nagdadala ng enerhiya kasama nito.
Anuman ang likas na katangian ng alon, ang paglipat ng enerhiya ay nangyayari nang walang paglilipat ng bagay; ang huli ay maaari lamang mangyari bilang isang side effect. Paglipat ng enerhiya- ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga alon at mga oscillation, kung saan ang mga "lokal" na pagbabagong enerhiya lamang ang nagaganap. Ang mga alon, bilang panuntunan, ay nakakapaglakbay ng mga malalayong distansya mula sa kanilang pinanggalingan. Dahil dito, ang mga alon ay minsang tinutukoy bilang " hiwalay ang vibration sa emitter».
Maaaring uriin ang mga alon
Sa likas na katangian nito:
Mga nababanat na alon - mga alon na nagpapalaganap sa likido, solid at gas na media dahil sa pagkilos ng mga puwersang nababanat.
Mga electromagnetic wave- pagpapalaganap sa space perturbation (pagbabago ng estado) ng electromagnetic field.
Mga alon sa ibabaw ng isang likido- ang karaniwang pangalan para sa iba't ibang mga alon na nangyayari sa interface sa pagitan ng isang likido at isang gas o isang likido at isang likido. Ang mga alon sa tubig ay naiiba sa pangunahing mekanismo ng oscillation (capillary, gravitational, atbp.), na humahantong sa iba't ibang mga batas sa pagpapakalat at, bilang isang resulta, sa iba't ibang pag-uugali ng mga alon na ito.
Kaugnay ng direksyon ng oscillation ng mga particle ng medium:
Mga pahabang alon - ang mga particle ng daluyan ay nag-oocillate parallel sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon (tulad ng, halimbawa, sa kaso ng pagpapalaganap ng tunog).
Transverse waves - ang mga particle ng daluyan ay nag-oocillate patayo ang direksyon ng pagpapalaganap ng alon (electromagnetic waves, waves sa media separation surface).
a - nakahalang; b - pahaba.
magkahalong alon.
Ayon sa geometry ng harap ng alon:
Ang wave surface (wave front) ay ang locus ng mga punto kung saan ang perturbation ay umabot sa isang naibigay na sandali sa oras. Sa isang homogenous na isotropic medium, ang bilis ng pagpapalaganap ng alon ay pareho sa lahat ng direksyon, na nangangahulugan na ang lahat ng mga punto ng harap ay nag-o-ocillate sa parehong yugto, ang harap ay patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon, at ang mga halaga ng oscillating. ang dami sa lahat ng punto ng harapan ay pareho.
patag wave - phase planes ay patayo sa direksyon ng wave propagation at parallel sa isa't isa.
spherical wave - ang ibabaw ng pantay na mga phase ay isang globo.
cylindrical alon - ang ibabaw ng mga phase ay kahawig ng isang silindro.
Spiral wave - ay nabuo kung ang isang spherical o cylindrical na pinagmulan / pinagmumulan ng alon sa proseso ng radiation ay gumagalaw sa isang tiyak na saradong kurba.
alon ng eroplano
Ang wave ay tinatawag na flat kung ang wave surface nito ay mga eroplanong parallel sa isa't isa, patayo sa phase velocity ng wave. = f(x, t)).
Isaalang-alang natin ang isang eroplanong monochromatic (single frequency) sinusoidal wave na kumakalat sa isang homogenous na daluyan nang walang attenuation kasama ang X axis.
, saan
Ang bilis ng bahagi ng isang alon ay ang bilis ng ibabaw ng alon (harap),
- wave amplitude - ang module ng maximum deviation ng pagbabago ng value mula sa equilibrium position,
– cyclic frequency, T – oscillation period, – wave frequency (katulad ng oscillations)
k - wave number, ay may kahulugan ng spatial frequency,
Ang isa pang katangian ng wave ay ang wavelength m, ito ang distansya kung saan ang wave ay nagpapalaganap sa isang oscillation period, ito ay may kahulugan ng spatial period, ito ang pinakamaikling distansya sa pagitan ng mga puntos na nag-o-oscillating sa isang phase. 
y 
Ang wavelength ay nauugnay sa wave number sa pamamagitan ng kaugnayan , na katulad ng ugnayan ng oras
Ang wave number ay nauugnay sa cyclic frequency at wave propagation speed
x
y
y 
Ang mga figure ay nagpapakita ng isang oscillogram (a) at isang snapshot (b) ng isang alon na may ipinahiwatig na mga yugto ng oras at espasyo. Hindi tulad ng mga nakatigil na oscillations, ang mga alon ay may dalawang pangunahing katangian: temporal periodicity at spatial periodicity.
Pangkalahatang katangian ng mga alon:
Ang mga alon ay nagdadala ng enerhiya.
2. Ang mga alon ay nagbibigay ng presyon sa mga katawan (may momentum).
3. Ang bilis ng wave sa isang medium ay depende sa frequency ng wave - dispersion.Kaya, ang mga wave ng iba't ibang frequency ay nagpapalaganap sa parehong medium sa iba't ibang bilis (phase velocity). 
4. Ang mga alon ay yumuko sa mga hadlang - diffraction.
Ang diffraction ay nangyayari kapag ang laki ng obstacle ay maihahambing sa wavelength.
5. Sa interface sa pagitan ng dalawang media, ang mga alon ay sinasalamin at nire-refract.
Ang anggulo ng saklaw ay katumbas ng anggulo ng pagmuni-muni, at ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang media na ito.
6. Kapag ang magkakaugnay na mga alon ay pinatong (ang pagkakaiba ng bahagi ng mga alon na ito sa anumang punto ay pare-pareho sa oras), sila ay nakakasagabal - isang matatag na pattern ng interference minima at maxima ay nabuo. 
Ang mga alon at ang mga pinagmumulan na nagpapasigla sa kanila ay tinatawag na magkakaugnay kung ang pagkakaiba ng bahagi ng mga alon ay hindi nakasalalay sa oras. Ang mga alon at ang mga pinagmumulan na nagpapasigla sa kanila ay tinatawag na incoherent kung ang pagkakaiba ng bahagi ng mga alon ay nagbabago sa paglipas ng panahon.
Ang mga alon lamang ng parehong dalas, kung saan ang mga oscillations ay nangyayari sa parehong direksyon (ibig sabihin, magkakaugnay na mga alon), ang maaaring makagambala. Ang interference ay maaaring nakatigil o hindi nakatigil. Ang magkakaugnay na alon lamang ang makakapagbigay ng nakatigil na pattern ng interference. Halimbawa, ang dalawang spherical wave sa ibabaw ng tubig, na kumakalat mula sa dalawang magkakaugnay na pinagmumulan ng punto, ay magbubunga ng resultang alon sa interference. Ang harap ng nagreresultang alon ay magiging isang globo.
Kapag humarang ang mga alon, hindi nadaragdagan ang kanilang mga enerhiya. Ang interference ng mga alon ay humahantong sa muling pamamahagi ng enerhiya ng mga oscillations sa pagitan ng iba't ibang malapit na pagitan ng mga particle ng medium. Hindi ito sumasalungat sa batas ng konserbasyon ng enerhiya dahil, sa karaniwan, para sa isang malaking rehiyon ng espasyo, ang enerhiya ng nagreresultang alon ay katumbas ng kabuuan ng mga energies ng mga nakakasagabal na alon.
Kapag ang mga incoherent na alon ay pinatong, ang average na halaga ng squared amplitude ng resultang wave ay katumbas ng kabuuan ng mga squared amplitude ng mga superimposed na alon. Ang enerhiya ng mga nagresultang oscillations ng bawat punto ng medium ay katumbas ng kabuuan ng mga energies ng mga oscillations nito, dahil sa lahat ng mga incoherent na alon nang hiwalay.
7. Ang mga alon ay hinihigop ng daluyan. Sa distansya mula sa pinagmulan, ang amplitude ng alon ay bumababa, dahil ang enerhiya ng alon ay bahagyang inilipat sa daluyan.
8. Ang mga alon ay nakakalat sa isang hindi homogenous na daluyan.
Scattering - mga perturbation ng mga wave field na dulot ng inhomogeneities ng medium at scattering na mga bagay na inilagay sa medium na ito. Ang scattering intensity ay depende sa laki ng inhomogeneities at ang dalas ng wave.
mekanikal na alon. Tunog. Katangian ng tunog .
Kaway kaway- perturbation na lumalaganap sa kalawakan.
Pangkalahatang katangian ng mga alon:
magdala ng enerhiya;
magkaroon ng momentum (maglagay ng presyon sa mga katawan);
sa hangganan ng dalawang media ang mga ito ay makikita at nire-refracte;
hinihigop ng kapaligiran;
diffraction;
panghihimasok;
pagpapakalat;
Ang bilis ng mga alon ay depende sa daluyan kung saan dumaraan ang mga alon.
Mga mekanikal (nababanat) na alon.
Isang espesyal na kaso ng mga mekanikal na alon - mga alon sa ibabaw ng isang likido, mga alon na bumangon at kumakalat sa kahabaan ng libreng ibabaw ng isang likido o sa interface sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na likido. Ang mga ito ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na impluwensya, bilang isang resulta kung saan ang ibabaw ng likido ay inalis mula sa estado ng balanse. Sa kasong ito, lumitaw ang mga puwersa na nagpapanumbalik ng balanse: ang mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw at grabidad.
Ang mga mekanikal na alon ay may dalawang uri
Ang mga longitudinal waves na sinamahan ng tensile at compressive strains ay maaaring magpalaganap sa anumang elastic media: mga gas, likido at solids. Ang mga transverse wave ay nagpapalaganap sa mga media kung saan lumilitaw ang mga elastic na pwersa sa panahon ng shear deformation, ibig sabihin, sa mga solido.
Ang malaking interes para sa pagsasanay ay ang mga simpleng harmonic o sinusoidal waves. Ang equation ng plane sine wave ay:
- ang tinatawag na numero ng alon ,
– pabilog na dalas ,
PERO- particle oscillation amplitude.
Ipinapakita ng figure ang "mga snapshot" ng isang transverse wave sa dalawang punto sa oras: t at t + Δt. Sa oras na Δt, gumagalaw ang alon kasama ang axis ng OX sa layo na υΔt. Ang ganitong mga alon ay tinatawag na naglalakbay na mga alon.
Ang wavelength λ ay ang distansya sa pagitan ng dalawang katabing punto sa axis ng OX, na nag-o-oscillating sa parehong mga yugto. Ang isang distansya na katumbas ng wavelength λ, ang alon ay tumatakbo sa isang panahon T, samakatuwid,
λ = υT, kung saan ang υ ay ang bilis ng pagpapalaganap ng alon.
Para sa anumang napiling punto sa graph ng proseso ng wave (halimbawa, para sa point A), nagbabago ang x-coordinate ng puntong ito sa paglipas ng panahon t, at ang halaga ng expression ωt – kx hindi nagbabago. Pagkatapos ng agwat ng oras Δt, lilipat ang point A sa kahabaan ng axis ng OX para sa isang tiyak na distansya Δx = υΔt. Kaya naman: ωt – kx = ω(t + Δt) – k(x + Δx) = const o ωΔt = kΔx.
Ito ay nagpapahiwatig:
Kaya, ang isang naglalakbay na sinusoidal wave ay may dobleng periodicity - sa oras at espasyo. Ang tagal ng panahon ay katumbas ng panahon ng oscillation T ng mga particle ng medium, ang spatial period ay katumbas ng wavelength λ. Ang wavenumber ay ang spatial na analog ng circular frequency.
Tunog.
Ang anumang oscillatory na proseso ay inilalarawan ng isang equation. Hinango din ito para sa mga sound vibrations:
Mga pangunahing katangian ng mga sound wave
|
Subjective na pagdama ng tunog (volume, pitch, timbre) |
Layunin pisikal na katangian ng tunog (bilis, intensity, spectrum) |
Ang bilis ng tunog sa anumang gas na daluyan ay kinakalkula ng formula:
β - adiabatic compressibility ng daluyan,
ρ - density.
Paglalapat ng tunog
Ang mga sonar na ginamit sa ilalim ng tubig ay tinatawag na sonar o sonar (ang pangalang sonar ay nabuo mula sa mga unang titik ng tatlong salitang Ingles: tunog - tunog; nabigasyon - nabigasyon; hanay - saklaw). Ang mga sonar ay kailangang-kailangan para sa pag-aaral ng seabed (profile nito, lalim), para sa pag-detect at pag-aaral ng iba't ibang bagay na gumagalaw nang malalim sa ilalim ng tubig. Sa kanilang tulong, ang parehong mga indibidwal na malalaking bagay o hayop, pati na rin ang mga kawan ng maliliit na isda o mollusk, ay madaling matukoy.
Ang mga alon ng ultrasonic frequency ay malawakang ginagamit sa gamot para sa mga layuning diagnostic. Pinapayagan ka ng mga ultrasound scanner na suriin ang mga panloob na organo ng isang tao. Ang ultrasonic radiation ay hindi gaanong nakakapinsala sa mga tao kaysa sa x-ray.
Mga electromagnetic wave.
Ang kanilang mga ari-arian.
electromagnetic wave ay isang electromagnetic field na nagpapalaganap sa espasyo sa paglipas ng panahon.
Ang mga electromagnetic wave ay masasabik lamang sa pamamagitan ng mabilis na paglipat ng mga singil.
Ang pagkakaroon ng electromagnetic waves ay theoretically predicted ng dakilang English physicist na si J. Maxwell noong 1864. Iminungkahi niya ang isang bagong interpretasyon ng batas ng electromagnetic induction ni Faraday at mas binuo ang kanyang mga ideya.
Ang anumang pagbabago sa magnetic field ay bumubuo ng isang vortex electric field sa nakapalibot na espasyo, ang isang time-varying electric field ay bumubuo ng magnetic field sa nakapalibot na espasyo.
Figure 1. Ang isang alternating electric field ay bumubuo ng isang alternating magnetic field at vice versa
Mga katangian ng electromagnetic waves batay sa teorya ni Maxwell:
Mga electromagnetic wave nakahalang – mga vector at patayo sa isa't isa at nakahiga sa isang eroplanong patayo sa direksyon ng pagpapalaganap.
Figure 2. Pagpapalaganap ng isang electromagnetic wave
Ang mga electric at magnetic field sa isang naglalakbay na alon ay nagbabago sa isang yugto.
Ang mga vector sa isang naglalakbay na electromagnetic wave ay bumubuo ng tinatawag na right triplet ng mga vector.
Ang mga oscillations ng mga vectors at nangyayari sa phase: sa parehong sandali ng oras, sa isang punto sa espasyo, ang mga projection ng lakas ng electric at magnetic field ay umaabot sa maximum, minimum, o zero.
Ang mga electromagnetic wave ay nagpapalaganap sa bagay na may huling bilis
Kung saan - ang dielectric at magnetic permeability ng medium (ang bilis ng pagpapalaganap ng isang electromagnetic wave sa medium ay nakasalalay sa kanila),
Electric at magnetic constants.
Ang bilis ng electromagnetic waves sa vacuum
Flux density ng electromagnetic energy
ointensity
J
tinatawag na electromagnetic energy na dinadala ng wave kada yunit ng oras sa ibabaw ng unit area:
,
Ang pagpapalit dito ng mga expression para sa , at υ, at isinasaalang-alang ang pagkakapantay-pantay ng volumetric na density ng enerhiya ng mga electric at magnetic field sa isang electromagnetic wave, maaari nating makuha ang:
Ang mga electromagnetic wave ay maaaring polarized.
Gayundin, ang mga electromagnetic wave mayroon ang lahat ng mga pangunahing katangian ng mga alon : nagdadala sila ng enerhiya, may momentum, sinasalamin at nire-refracte ang mga ito sa interface sa pagitan ng dalawang media, na hinihigop ng medium, nagpapakita ng mga katangian ng dispersion, diffraction at interference.
Mga eksperimento sa Hertz (pang-eksperimentong pagtuklas ng mga electromagnetic wave)
Sa unang pagkakataon, ang mga electromagnetic wave ay pinag-aralan nang eksperimento
Hertz noong 1888. Nakabuo siya ng isang matagumpay na disenyo ng isang electromagnetic oscillation generator (Hertz vibrator) at isang paraan para sa pag-detect ng mga ito sa pamamagitan ng resonance method.
Ang vibrator ay binubuo ng dalawang linear conductor, sa mga dulo kung saan may mga metal na bola na bumubuo ng spark gap. Kapag ang isang mataas na boltahe ay inilapat mula sa induction hanggang sa bangkay, ang isang spark ay tumalon sa puwang, pinaikli nito ang puwang. Sa panahon ng pagsunog nito, isang malaking bilang ng mga oscillations ang naganap sa circuit. Ang receiver (resonator) ay binubuo ng isang wire na may spark gap. Ang pagkakaroon ng resonance ay ipinahayag sa hitsura ng mga spark sa spark gap ng resonator bilang tugon sa isang spark na nagmumula sa vibrator.
Kaya, ang mga eksperimento ni Hertz ay nagbigay ng matibay na pundasyon para sa teorya ni Maxwell. Ang mga electromagnetic wave na hinulaang ni Maxwell ay natanto sa pagsasanay.
MGA PRINSIPYO NG KOMUNIKASYON SA RADYO
Komunikasyon sa radyo paghahatid at pagtanggap ng impormasyon gamit ang mga radio wave.
Noong Marso 24, 1896, sa isang pulong ng Physics Department ng Russian Physical and Chemical Society, si Popov, gamit ang kanyang mga instrumento, ay malinaw na nagpakita ng paghahatid ng mga signal sa layo na 250 m, na nagpapadala ng unang dalawang-salitang radiogram sa mundo na "Heinrich Hertz".
SCHEME NG RECEIVER A.S. POPOV
Gumamit si Popov ng komunikasyon sa telegrapo sa radyo (pagpapadala ng mga signal ng iba't ibang tagal), ang naturang komunikasyon ay maaari lamang isagawa gamit ang isang code. Ang isang spark transmitter na may Hertz vibrator ay ginamit bilang pinagmumulan ng mga radio wave, at isang coherer ang nagsilbing receiver, isang glass tube na may metal filings, ang paglaban nito, kapag ang isang electromagnetic wave ay tumama dito, ay bumababa ng daan-daang beses. Upang mapataas ang sensitivity ng coherer, ang isa sa mga dulo nito ay na-ground, at ang isa ay konektado sa isang wire na nakataas sa ibabaw ng Earth, ang kabuuang haba ng antenna ay isang quarter ng wavelength. Ang signal ng spark transmitter ay mabilis na nabubulok at hindi maipapadala sa malalayong distansya.
Ang mga komunikasyon sa radiotelephone (pagsasalita at musika) ay gumagamit ng high-frequency modulated signal. Ang isang mababang (tunog) frequency signal ay nagdadala ng impormasyon, ngunit halos hindi inilalabas, at ang isang mataas na frequency signal ay mahusay na inilalabas, ngunit hindi nagdadala ng impormasyon. Ang modulasyon ay ginagamit para sa radiotelephone na komunikasyon.
Modulasyon - ang proseso ng pagtatatag ng isang sulat sa pagitan ng mga parameter ng signal ng HF at LF.
Sa engineering ng radyo, maraming uri ng modulasyon ang ginagamit: amplitude, frequency, phase.
Amplitude modulation - pagbabago sa amplitude ng mga oscillations (electrical, mechanical, atbp.), na nagaganap sa isang dalas na mas mababa kaysa sa dalas ng mga oscillations mismo.
Ang isang high frequency harmonic oscillation ω ay modulated sa amplitude ng isang low frequency harmonic oscillation Ω (τ = 1/Ω ang period nito), t ay oras, A ay ang amplitude ng high frequency oscillation, T ang period nito.
Radio communication scheme gamit ang AM signal
AM oscillator
Ang amplitude ng RF signal ay nagbabago ayon sa amplitude ng LF signal, pagkatapos ay ang modulated signal ay ibinubuga ng transmitting antenna.
Sa radio receiver, ang receiving antenna ay nakakakuha ng mga radio wave, sa oscillatory circuit, dahil sa resonance, ang signal kung saan nakatutok ang circuit (ang carrier frequency ng transmitting station) ay pinili at pinalaki, pagkatapos ay ang low-frequency component dapat piliin ang signal.
Detektor ng radyo
Pagtuklas – ang proseso ng pag-convert ng high-frequency signal sa low-frequency na signal. Ang signal na natanggap pagkatapos ng pagtuklas ay tumutugma sa sound signal na kumilos sa transmitter microphone. Pagkatapos ng amplification, ang mga low frequency vibrations ay maaaring gawing tunog.
Detector (demodulator)
Ang diode ay ginagamit upang itama ang alternating current
a) AM signal, b) nakitang signal
RADAR
Ang pagtuklas at tumpak na pagtukoy ng lokasyon ng mga bagay at ang bilis ng kanilang paggalaw gamit ang mga radio wave ay tinatawag radar . Ang prinsipyo ng radar ay batay sa pag-aari ng pagmuni-muni ng mga electromagnetic wave mula sa mga metal.
1 - umiikot na antenna; 2 - switch ng antenna; 3 - transmiter; 4 - tatanggap; 5 - scanner; 6 - tagapagpahiwatig ng distansya; 7 - tagapagpahiwatig ng direksyon.
Para sa radar, ginagamit ang mga high-frequency radio wave (VHF), sa tulong ng mga ito ay madaling mabuo ang isang directional beam at mataas ang radiation power. Sa hanay ng metro at decimeter - mga sistema ng sala-sala ng mga vibrator, sa hanay ng sentimetro at milimetro - parabolic emitters. Ang lokasyon ay maaaring isagawa pareho sa tuluy-tuloy (upang makita ang isang target) at sa isang pulsed (upang matukoy ang bilis ng isang bagay) mode.
Mga lugar ng aplikasyon ng radar:
Aviation, astronautics, navy: kaligtasan ng trapiko ng mga barko sa anumang panahon at anumang oras ng araw, pag-iwas sa kanilang banggaan, kaligtasan sa pag-alis, atbp. paglapag ng sasakyang panghimpapawid.
Digmaan: napapanahong pagtuklas ng sasakyang panghimpapawid o missiles ng kaaway, awtomatikong pagsasaayos ng sunog na anti-sasakyang panghimpapawid.
Planetary radar: pagsukat ng distansya sa kanila, pagtukoy sa mga parameter ng kanilang mga orbit, pagtukoy sa panahon ng pag-ikot, pagmamasid sa topograpiya ng ibabaw. Sa dating Unyong Sobyet (1961) - radar ng Venus, Mercury, Mars, Jupiter. Sa USA at Hungary (1946) - isang eksperimento sa pagtanggap ng isang senyas na sinasalamin mula sa ibabaw ng buwan.
Ang pamamaraan ng telekomunikasyon ay karaniwang tumutugma sa pamamaraan ng komunikasyon sa radyo. Ang pagkakaiba ay, bilang karagdagan sa sound signal, isang imahe at mga signal ng kontrol (pagbabago ng linya at pagbabago ng frame) ay ipinadala upang i-synchronize ang operasyon ng transmitter at receiver. Sa transmitter, ang mga signal na ito ay modulated at ipinadala, sa receiver sila ay kinuha ng antenna at pumunta para sa pagproseso, bawat isa sa sarili nitong landas.
Isaalang-alang ang isa sa mga posibleng scheme para sa pag-convert ng isang imahe sa mga electromagnetic oscillations gamit ang isang iconoscope:
Sa tulong ng isang optical system, ang isang imahe ay na-project sa mosaic screen, dahil sa photoelectric effect, ang mga cell ng screen ay nakakakuha ng ibang positibong singil. Ang electron gun ay bumubuo ng isang electron beam na naglalakbay sa screen, na naglalabas ng mga cell na may positibong charge. Dahil ang bawat cell ay isang kapasitor, ang isang pagbabago sa singil ay humahantong sa hitsura ng isang pagbabago ng boltahe - isang electromagnetic oscillation. Ang signal ay pagkatapos ay amplified at fed sa modulating device. Sa isang kinescope, ang video signal ay na-convert pabalik sa isang imahe (sa iba't ibang paraan, depende sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng kinescope).
Dahil ang signal ng telebisyon ay nagdadala ng mas maraming impormasyon kaysa sa radyo, ang gawain ay isinasagawa sa mataas na frequency (metro, decimeter).
Pagpapalaganap ng mga radio wave.
Radio wave - ay isang electromagnetic wave sa hanay (10 4
Ang bawat seksyon ng hanay na ito ay inilapat kung saan ang mga pakinabang nito ay pinakamahusay na magagamit. Ang mga radio wave ng iba't ibang hanay ay kumakalat sa iba't ibang distansya. Ang pagpapalaganap ng mga radio wave ay nakasalalay sa mga katangian ng atmospera. Ang ibabaw ng daigdig, troposphere at ionosphere ay mayroon ding malakas na impluwensya sa pagpapalaganap ng mga radio wave.
Pagpapalaganap ng mga radio wave- ito ang proseso ng pagpapadala ng mga electromagnetic oscillations ng hanay ng radyo sa espasyo mula sa isang lugar patungo sa isa pa, lalo na mula sa isang transmitter patungo sa isang receiver.
Iba-iba ang pag-uugali ng mga wave ng iba't ibang frequency. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga tampok ng pagpapalaganap ng mahaba, katamtaman, maikli at ultrashort na alon.
Pagpapalaganap ng mahabang alon.
Ang mga mahahabang alon (>1000 m) ay nagpapalaganap:
Sa mga distansya hanggang sa 1-2 thousand km dahil sa diffraction sa spherical surface ng Earth. May kakayahang umikot sa globo (Figure 1). Pagkatapos ang kanilang pagpapalaganap ay nangyayari dahil sa paggabay na pagkilos ng spherical waveguide, nang hindi nakikita.
kanin. isa Kalidad ng koneksyon:
katatagan ng pagtanggap. Ang kalidad ng pagtanggap ay hindi nakasalalay sa oras ng araw, taon, kondisyon ng panahon.
Mga disadvantages:
Dahil sa malakas na pagsipsip ng alon habang ito ay kumakalat sa ibabaw ng daigdig, isang malaking antenna at isang malakas na transmitter ang kailangan.
Nakakasagabal ang mga paglabas ng atmospera (kidlat).
Paggamit:
Ang hanay ay ginagamit para sa pagsasahimpapawid sa radyo, para sa radiotelegraphy, mga serbisyo sa nabigasyon sa radyo at para sa komunikasyon sa mga submarino.
Mayroong isang maliit na bilang ng mga istasyon ng radyo na nagpapadala ng mga tumpak na signal ng oras at mga ulat ng meteorolohiko.
Ang mga katamtamang alon ( =100..1000 m) ay nagpapalaganap:
Tulad ng mahahabang alon, nagagawa nilang yumuko sa ibabaw ng mundo.
Tulad ng mga maiikling alon, maaari din silang paulit-ulit na masasalamin mula sa ionosphere.
Kalidad ng koneksyon:
Maikling hanay ng komunikasyon. Ang mga medium wave station ay maririnig sa loob ng isang libong kilometro. Ngunit mayroong isang mataas na antas ng panghihimasok sa atmospera at pang-industriya.
Ginagamit para sa opisyal at amateur na komunikasyon, gayundin higit sa lahat para sa pagsasahimpapawid.
Ang mga maikling alon (=10..100 m) ay nagpapalaganap:
Paulit-ulit na sinasalamin mula sa ionosphere at ibabaw ng lupa (Larawan 2)
Kalidad ng koneksyon:
Ang kalidad ng pagtanggap sa mga maikling alon ay nakasalalay sa iba't ibang mga proseso sa ionosphere na nauugnay sa antas ng aktibidad ng solar, oras ng taon at oras ng araw. Walang kinakailangang mga high power transmitter. Para sa komunikasyon sa pagitan ng mga istasyon ng lupa at spacecraft, ang mga ito ay hindi angkop, dahil hindi sila dumaan sa ionosphere.
Paggamit:
Para sa komunikasyon sa malalayong distansya. Para sa telebisyon, pagsasahimpapawid sa radyo at komunikasyon sa radyo sa mga gumagalaw na bagay. Mayroong mga istasyon ng radyong pangkagawaran at telegrapo. Ang hanay na ito ay ang pinaka "populated".
Ultrashort waves (
Minsan maaari silang maipakita mula sa mga ulap, mga artipisyal na satellite ng mundo, o kahit na mula sa buwan. Sa kasong ito, maaaring bahagyang tumaas ang hanay ng komunikasyon.
Ang pagtanggap ng mga ultrashort wave ay nailalarawan sa pamamagitan ng patuloy na pandinig, ang kawalan ng pagkupas, pati na rin ang pagbawas ng iba't ibang mga pagkagambala.
Ang komunikasyon sa mga alon na ito ay posible lamang sa layo ng linya ng paningin L(Larawan 7).
Dahil ang mga ultrashort waves ay hindi kumakalat sa kabila ng abot-tanaw, ito ay nagiging kinakailangan upang bumuo ng maraming mga intermediate transmitters - repeater.
Repeater- isang aparato na matatagpuan sa mga intermediate na punto ng mga linya ng komunikasyon sa radyo, pinalalakas ang mga natanggap na signal at ipinapadala pa ang mga ito.
relay- pagtanggap ng mga signal sa isang intermediate point, ang kanilang amplification at transmission sa pareho o sa ibang direksyon. Idinisenyo ang muling pagpapadala upang mapataas ang hanay ng komunikasyon.
Mayroong dalawang paraan ng pag-relay: satellite at terrestrial.
Satellite:
Ang isang aktibong relay satellite ay tumatanggap ng signal ng ground station, pinalalakas ito, at sa pamamagitan ng isang malakas na directional transmitter ay nagpapadala ng signal sa Earth sa parehong direksyon o sa ibang direksyon.
lupa:
Ang signal ay ipinapadala sa isang terrestrial na analog o digital na istasyon ng radyo o isang network ng naturang mga istasyon, at pagkatapos ay ipinapadala pa sa parehong direksyon o sa ibang direksyon.
1 - transmiter ng radyo,
2 - transmitting antenna, 3 - receiving antenna, 4 - radio receiver.
Paggamit:
Para sa komunikasyon sa mga artipisyal na earth satellite at
Ang VHF ay nahahati sa mga sumusunod na hanay:
metrong alon - mula 10 hanggang 1 metro, ginagamit para sa komunikasyon sa telepono sa pagitan ng mga barko, barko at serbisyo ng daungan.
desimetro - mula 1 metro hanggang 10 cm, ginagamit para sa mga komunikasyon sa satellite.
sentimetro - mula 10 hanggang 1 cm, ginagamit sa radar.
milimetro - mula 1cm hanggang 1mm, pangunahing ginagamit sa medisina.
Ang pagkakaroon ng isang alon ay nangangailangan ng isang mapagkukunan ng oscillation at isang materyal na daluyan o larangan kung saan ang alon na ito ay nagpapalaganap. Ang mga alon ay ang pinaka-magkakaibang kalikasan, ngunit sinusunod nila ang mga katulad na batas.
Sa pisikal na kalikasan makilala:
Ayon sa oryentasyon ng mga kaguluhan makilala:
|
Mga pahabang alon -
Ang pag-aalis ng mga particle ay nangyayari sa direksyon ng pagpapalaganap; ito ay kinakailangan upang magkaroon ng isang nababanat na puwersa sa daluyan sa panahon ng compression; maaaring ipamahagi sa anumang kapaligiran. Mga halimbawa: mga sound wave  |
Transverse waves -
Ang pag-aalis ng mga particle ay nangyayari sa direksyon ng pagpapalaganap; maaaring magpalaganap lamang sa nababanat na media; kinakailangang magkaroon ng shear elastic force sa daluyan; maaari lamang magpalaganap sa solid media (at sa hangganan ng dalawang media). Mga halimbawa: nababanat na mga alon sa isang string, mga alon sa tubig
|
Ayon sa likas na katangian ng pag-asa sa oras makilala:
nababanat na alon - mechanical displacements (deformations) propagating sa isang elastic medium. Ang nababanat na alon ay tinatawag maharmonya(sinusoidal) kung ang mga vibrations ng medium na katumbas nito ay harmonic.
tumatakbong alon - Mga alon na nagdadala ng enerhiya sa kalawakan.
Ayon sa hugis ng ibabaw ng alon : eroplano, spherical, cylindrical wave.
kaway sa harap- ang locus ng mga punto, kung saan ang mga oscillation ay umabot sa isang naibigay na punto sa oras.
ibabaw ng alon- locus ng mga puntos oscillating sa isang yugto.
Mga katangian ng alon
Haba ng daluyong λ - ang distansya kung saan ang alon ay dumadaloy sa isang oras na katumbas ng panahon ng oscillation
Amplitude ng alon A - amplitude ng mga oscillations ng mga particle sa isang alon
Bilis ng alon v - bilis ng pagpapalaganap ng mga perturbations sa medium
Panahon ng alon T - panahon ng oscillation
Dalas ng alon ν - ang kapalit ng panahon
Paglalakbay na wave equation
Sa panahon ng pagpapalaganap ng isang naglalakbay na alon, ang mga kaguluhan ng daluyan ay umabot sa mga susunod na punto sa kalawakan, habang ang alon ay naglilipat ng enerhiya at momentum, ngunit hindi naglilipat ng bagay (ang mga particle ng daluyan ay patuloy na nag-o-oscillate sa parehong lugar sa kalawakan).
saan v- bilis , φ 0 - paunang yugto , ω – cyclic frequency , A- malawak
Mga katangian ng mekanikal na alon
1. pagmuni-muni ng alon – Ang mga mekanikal na alon ng anumang pinagmulan ay may kakayahang maipakita mula sa interface sa pagitan ng dalawang media. Kung ang isang mekanikal na alon na nagpapalaganap sa isang daluyan ay nakatagpo ng isang balakid sa kanyang landas, maaari nitong kapansin-pansing baguhin ang katangian ng kanyang pag-uugali. Halimbawa, sa interface sa pagitan ng dalawang media na may magkaibang mga mekanikal na katangian, ang isang alon ay bahagyang nasasalamin at bahagyang tumagos sa pangalawang daluyan.
2. Repraksyon ng mga alon – sa panahon ng pagpapalaganap ng mga mekanikal na alon, maaari ding obserbahan ng isa ang kababalaghan ng repraksyon: isang pagbabago sa direksyon ng pagpapalaganap ng mga mekanikal na alon sa panahon ng paglipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa.
3. Diffraction ng alon – paglihis ng mga alon mula sa rectilinear propagation, iyon ay, ang kanilang baluktot sa paligid ng mga obstacle.
4. Panghihimasok ng alon – pagdaragdag ng dalawang alon. Sa isang puwang kung saan kumakalat ang ilang mga alon, ang kanilang interference ay humahantong sa paglitaw ng mga rehiyon na may pinakamababa at pinakamataas na halaga ng amplitude ng oscillation.
Interference at diffraction ng mga mekanikal na alon.
Ang isang alon na tumatakbo sa kahabaan ng isang rubber band o string ay makikita mula sa isang nakapirming dulo; lumilikha ito ng alon na naglalakbay sa kabaligtaran ng direksyon.
Kapag ang mga alon ay nakapatong, ang kababalaghan ng interference ay maaaring maobserbahan. Ang phenomenon ng interference ay nangyayari kapag ang magkakaugnay na alon ay nakapatong.
magkakaugnay tinawagmga alonpagkakaroon ng parehong mga frequency, isang pare-pareho ang pagkakaiba ng phase, at ang mga oscillation ay nangyayari sa parehong eroplano.
panghihimasok tinatawag na time-constant phenomenon ng mutual amplification at attenuation ng oscillations sa iba't ibang punto ng medium bilang resulta ng superposition ng magkakaugnay na alon.
Ang resulta ng superposisyon ng mga alon ay nakasalalay sa mga yugto kung saan ang mga oscillations ay nakapatong sa bawat isa.
Kung ang mga alon mula sa mga pinagmumulan ng A at B ay dumating sa punto C sa parehong mga yugto, kung gayon ang mga oscillations ay tataas; kung ito ay nasa kabaligtaran ng mga yugto, pagkatapos ay mayroong isang pagpapahina ng mga oscillations. Bilang resulta, ang isang matatag na pattern ng mga alternating rehiyon ng pinahusay at humina na mga oscillations ay nabuo sa kalawakan.
Pinakamataas at pinakamababang kondisyon
Kung ang mga oscillations ng mga puntos A at B ay nag-tutugma sa yugto at may pantay na mga amplitude, kung gayon ito ay malinaw na ang nagreresultang pag-aalis sa punto C ay nakasalalay sa pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng dalawang alon.
Pinakamataas na kundisyon
Kung ang pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga alon (ibig sabihin, isang pantay na bilang ng kalahating alon) Δd = kλ , saan k= 0, 1, 2, ..., pagkatapos ay nabuo ang pinakamataas na interference sa punto ng superposisyon ng mga alon na ito.
Pinakamataas na kondisyon
: 
A = 2x0.
Minimum na kondisyon
Kung ang pagkakaiba ng landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang kakaibang bilang ng kalahating alon, nangangahulugan ito na ang mga alon mula sa mga puntong A at B ay darating sa puntong C sa antiphase at kanselahin ang isa't isa.
Minimum na kondisyon:
Ang amplitude ng nagresultang oscillation A = 0.
Kung ang Δd ay hindi katumbas ng isang integer na bilang ng mga kalahating alon, kung gayon ay 0< А < 2х 0 .
Diffraction ng mga alon.
Ang phenomenon ng deviation mula sa rectilinear propagation at rounding of obstacles by waves ay tinatawag nadiffraction.
Ang ugnayan sa pagitan ng wavelength (λ) at ang laki ng obstacle (L) ay tumutukoy sa pag-uugali ng wave. Ang diffraction ay pinakamalinaw na ipinapakita kung ang haba ng wave ng insidente ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng balakid. Ipinapakita ng mga eksperimento na palaging umiiral ang diffraction, ngunit nagiging kapansin-pansin sa ilalim ng kundisyon d<<λ , kung saan ang d ay ang laki ng balakid.
Ang diffraction ay isang karaniwang pag-aari ng mga alon ng anumang kalikasan, na palaging nangyayari, ngunit ang mga kondisyon para sa pagmamasid nito ay naiiba.
Ang isang alon sa ibabaw ng tubig ay kumakalat patungo sa isang sapat na malaking balakid, sa likod kung saan ang isang anino ay nabuo, i.e. walang sinusunod na proseso ng alon. Ginagamit ang ari-arian na ito sa paggawa ng mga breakwater sa mga daungan. Kung ang laki ng balakid ay maihahambing sa haba ng daluyong, magkakaroon ng alon sa likod ng balakid. Sa likod niya, kumakalat ang alon na parang walang balakid, i.e. Ang diffraction ng alon ay sinusunod.
Mga halimbawa ng pagpapakita ng diffraction . Naririnig ang isang malakas na pag-uusap sa paligid ng sulok ng bahay, mga tunog sa kagubatan, mga alon sa ibabaw ng tubig.
nakatayong alon
nakatayong alon ay nabuo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng direkta at sinasalamin na mga alon kung mayroon silang parehong frequency at amplitude.
Sa isang string na naayos sa magkabilang dulo, lumitaw ang mga kumplikadong vibrations, na maaaring ituring bilang resulta ng superposition ( mga superposisyon) dalawang alon na nagpapalaganap sa magkasalungat na direksyon at nakakaranas ng mga pagmuni-muni at muling pagmuni-muni sa mga dulo. Ang mga panginginig ng boses ng mga kuwerdas na naayos sa magkabilang dulo ay lumilikha ng mga tunog ng lahat ng may kuwerdas na instrumentong pangmusika. Ang isang katulad na kababalaghan ay nangyayari sa tunog ng mga instrumento ng hangin, kabilang ang mga tubo ng organ.
string vibrations. Sa isang nakaunat na string na naayos sa magkabilang dulo, kapag ang mga transverse vibrations ay nasasabik, nakatayong alon , at ang mga buhol ay dapat na matatagpuan sa mga lugar kung saan naayos ang string. Samakatuwid, ang string ay nasasabik sa kapansin-pansing intensity mga ganoong vibrations lamang, kalahati ng wavelength nito ay umaangkop sa haba ng string ng integer na bilang ng beses.
Ito ay nagpapahiwatig ng kondisyon 
Ang mga wavelength ay tumutugma sa mga frequency 
n = 1, 2, 3...Mga frequency vn tinawag natural na mga frequency mga string.
Harmonic vibrations na may mga frequency vn tinawag sariling o normal na vibrations . Tinatawag din silang mga harmonika. Sa pangkalahatan, ang vibration ng isang string ay isang superposisyon ng iba't ibang harmonic.
Standing wave equation :
Sa mga punto kung saan ang mga coordinate ay nakakatugon sa kundisyon 
(n= 1, 2, 3, ...), ang kabuuang amplitude ay katumbas ng pinakamataas na halaga - ito antinodes
nakatayong alon. Mga coordinate ng Antinode
: 
Sa mga punto na ang mga coordinate ay nakakatugon sa kondisyon
(n= 0, 1, 2,…), ang kabuuang amplitude ng oscillation ay katumbas ng zero – Ito mga node nakatayong alon. Mga coordinate ng node: 
Ang pagbuo ng mga nakatayong alon ay sinusunod kapag ang naglalakbay at nasasalamin na mga alon ay nakikialam. Sa hangganan kung saan sinasalamin ang alon, ang isang antinode ay nakuha kung ang daluyan kung saan nangyayari ang pagmuni-muni ay hindi gaanong siksik (a), at isang buhol ay nakuha kung ito ay mas siksik (b).
Kung ating isasaalang-alang naglalakbay na alon , pagkatapos ay sa direksyon ng pagpapalaganap nito inililipat ang enerhiya oscillatory na paggalaw. Kailan pareho walang nakatayong alon ng paglipat ng enerhiya , dahil Ang insidente at ang mga sinasalamin na alon ng parehong amplitude ay nagdadala ng parehong enerhiya sa magkasalungat na direksyon.
Ang mga nakatayong alon ay lumitaw, halimbawa, sa isang string na nakaunat sa magkabilang dulo kapag ang mga transverse vibrations ay nasasabik dito. Bukod dito, sa mga lugar ng pag-aayos, may mga node ng isang nakatayong alon.
Kung ang isang nakatayong alon ay itinatag sa isang haligi ng hangin na bukas sa isang dulo (sound wave), pagkatapos ay isang antinode ay nabuo sa bukas na dulo, at isang buhol ay nabuo sa kabaligtaran na dulo.
Ang mekanikal o nababanat na alon ay ang proseso ng pagpapalaganap ng mga oscillations sa isang nababanat na daluyan. Halimbawa, ang hangin ay nagsisimulang mag-oscillate sa paligid ng isang vibrating string o speaker cone - ang string o speaker ay naging mapagkukunan ng sound wave.
Para sa paglitaw ng isang mekanikal na alon, dalawang kondisyon ang dapat matugunan - ang pagkakaroon ng isang mapagkukunan ng alon (maaari itong maging anumang oscillating body) at isang nababanat na daluyan (gas, likido, solid).
Alamin ang sanhi ng alon. Bakit ang mga particle ng medium na nakapalibot sa anumang oscillating body ay napupunta din sa oscillatory motion?
Ang pinakasimpleng modelo ng isang one-dimensional na elastic medium ay isang chain ng mga bola na konektado ng mga spring. Ang mga bola ay mga modelo ng mga molekula, ang mga bukal na nagkokonekta sa kanila ay nagmomodelo ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula.
Ipagpalagay na ang unang bola ay nag-oscillate na may dalas na ω. Ang Spring 1-2 ay deformed, isang nababanat na puwersa ang lumitaw dito, na nagbabago sa dalas ω. Sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas na pana-panahong pagbabago ng puwersa, ang pangalawang bola ay nagsisimulang magsagawa ng sapilitang mga oscillations. Dahil ang sapilitang mga oscillations ay palaging nangyayari sa dalas ng panlabas na puwersa sa pagmamaneho, ang dalas ng oscillation ng pangalawang bola ay magkakasabay sa dalas ng oscillation ng una. Gayunpaman, ang sapilitang mga oscillations ng pangalawang bola ay magaganap sa ilang yugto ng pagkaantala na may kaugnayan sa panlabas na puwersa sa pagmamaneho. Sa madaling salita, ang pangalawang bola ay magsisimulang mag-oscillate medyo mamaya kaysa sa unang bola.
Ang mga panginginig ng boses ng pangalawang bola ay magdudulot ng pana-panahong pagbabago ng pagpapapangit ng tagsibol 2-3, na gagawing mag-oscillate ang ikatlong bola, at iba pa. Kaya, ang lahat ng mga bola sa chain ay salit-salit na makakasali sa isang oscillatory motion na may dalas ng oscillation ng unang bola.
Malinaw, ang sanhi ng pagpapalaganap ng alon sa isang nababanat na daluyan ay ang pagkakaroon ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula. Ang dalas ng oscillation ng lahat ng mga particle sa wave ay pareho at tumutugma sa oscillation frequency ng wave source.
Ayon sa likas na katangian ng mga oscillation ng particle sa isang alon, ang mga alon ay nahahati sa transverse, longitudinal at surface wave.
AT longitudinal wave ang mga particle ay nag-o-oscillate sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon.
Ang pagpapalaganap ng isang longitudinal wave ay nauugnay sa paglitaw ng tensile-compressive deformation sa medium. Sa mga nakaunat na lugar ng daluyan, ang pagbawas sa density ng sangkap ay sinusunod - rarefaction. Sa mga naka-compress na lugar ng daluyan, sa kabaligtaran, mayroong isang pagtaas sa density ng sangkap - ang tinatawag na pampalapot. Para sa kadahilanang ito, ang isang longitudinal wave ay isang paggalaw sa espasyo ng mga lugar ng condensation at rarefaction.
Ang tensile-compressive deformation ay maaaring mangyari sa anumang elastic medium, kaya ang mga longitudinal wave ay maaaring magpalaganap sa mga gas, likido at solids. Ang isang halimbawa ng longitudinal wave ay tunog.
AT gupit na alon nag-o-oscillate ang mga particle nang patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon.
Ang pagpapalaganap ng isang transverse wave ay nauugnay sa paglitaw ng shear deformation sa medium. Ang ganitong uri ng pagpapapangit ay maaari lamang umiral sa mga solido, kaya ang mga transverse wave ay maaari lamang magpalaganap sa mga solido. Ang isang halimbawa ng isang shear wave ay ang seismic S-wave.
mga alon sa ibabaw mangyari sa interface sa pagitan ng dalawang media. Ang mga oscillating particle ng medium ay may parehong nakahalang, patayo sa ibabaw, at mga longitudinal na bahagi ng displacement vector. Sa panahon ng kanilang mga oscillations, ang mga particle ng medium ay naglalarawan ng mga elliptical trajectories sa isang eroplano na patayo sa ibabaw at dumadaan sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang isang halimbawa ng mga surface wave ay ang mga alon sa ibabaw ng tubig at seismic L - waves.
Ang harap ng alon ay ang locus ng mga puntos na naabot ng proseso ng alon. Maaaring iba ang hugis ng harap ng alon. Ang pinakakaraniwan ay eroplano, spherical at cylindrical na alon.
Tandaan na ang wavefront ay palaging matatagpuan patayo direksyon ng alon! Ang lahat ng mga punto ng wavefront ay magsisimulang mag-oscillate sa isang yugto.
Upang makilala ang proseso ng alon, ang mga sumusunod na dami ay ipinakilala:
1. Dalas ng alon Ang ν ay ang dalas ng oscillation ng lahat ng mga particle sa alon.
2. Amplitude ng alon Ang A ay ang oscillation amplitude ng mga particle sa alon.
3. Bilis ng alon Ang υ ay ang distansya kung saan ang proseso ng alon (perturbation) ay nagpapalaganap bawat yunit ng oras.
Bigyang-pansin - ang bilis ng alon at ang bilis ng osilasyon ng mga particle sa alon ay magkaibang mga konsepto! Ang bilis ng isang alon ay nakasalalay sa dalawang mga kadahilanan: ang uri ng alon at ang daluyan kung saan ang alon ay nagpapalaganap.
Ang pangkalahatang pattern ay ang mga sumusunod: ang bilis ng isang longitudinal wave sa isang solid ay mas malaki kaysa sa mga likido, at ang bilis sa mga likido, sa turn, ay mas malaki kaysa sa bilis ng isang alon sa mga gas.
Hindi mahirap maunawaan ang pisikal na dahilan para sa regular na ito. Ang sanhi ng pagpapalaganap ng alon ay ang pakikipag-ugnayan ng mga molekula. Naturally, mas mabilis na kumakalat ang perturbation sa medium kung saan mas malakas ang interaksyon ng mga molecule.
Sa parehong daluyan, ang regularity ay naiiba - ang bilis ng longitudinal wave ay mas malaki kaysa sa bilis ng transverse wave.
Halimbawa, ang bilis ng isang longitudinal wave sa isang solid, kung saan ang E ay ang elastic modulus (Young's modulus) ng substance, ρ ay ang density ng substance.
Shear wave velocity sa isang solid, kung saan ang N ay ang shear modulus. Dahil para sa lahat ng mga sangkap, pagkatapos. Ang isa sa mga pamamaraan para sa pagtukoy ng distansya sa pinagmulan ng isang lindol ay batay sa pagkakaiba sa mga bilis ng longitudinal at transverse seismic waves.
Ang bilis ng isang transverse wave sa isang stretch cord o string ay tinutukoy ng tension force F at ang mass sa bawat unit na haba μ:
4. Haba ng daluyong Ang λ ay ang pinakamababang distansya sa pagitan ng mga puntos na pantay na umiikot.
Para sa mga alon na naglalakbay sa ibabaw ng tubig, ang haba ng daluyong ay madaling tinukoy bilang ang distansya sa pagitan ng dalawang magkatabing umbok o magkatabing mga depresyon.
Para sa isang longitudinal wave, ang wavelength ay makikita bilang ang distansya sa pagitan ng dalawang magkatabing konsentrasyon o rarefactions.
5. Sa proseso ng pagpapalaganap ng alon, ang mga seksyon ng daluyan ay kasangkot sa isang proseso ng oscillatory. Ang isang oscillating medium, una, ay gumagalaw, samakatuwid, ito ay may kinetic energy. Pangalawa, ang daluyan kung saan tumatakbo ang alon ay deformed, samakatuwid, mayroon itong potensyal na enerhiya. Madaling makita na ang pagpapalaganap ng alon ay nauugnay sa paglipat ng enerhiya sa hindi nasasabik na mga bahagi ng daluyan. Upang makilala ang proseso ng paglipat ng enerhiya, ipinakilala namin tindi ng alon ako.
