Если источник волн совершающей гармонические колебания, то каждая точка среды, в которой распространяется волна, также совершающий гармонические колебания, причем с той же частотой, что и источник волн. В этом случае волна имеет характерную синусоидальную форму. Максимум волны называют ее гребнями.
Частоту колебаний каждой точки среды называют частотой волны V. Величину, обратную частоте, называют периодом волны: v = Xv.
Длина волны X - это расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющихся в одной фазе.
За время одного полного колебания волна распространяется на расстояние, равное длине волны, поэтому можно дать еще одно определение длины волны:
расстояние, на которое распространяются колебания за время одного периода, называется длиной волны.
Это обстоятельство используется, например, для определения местоположения эпицентров землетрясений. Во время землетрясения образуются волны обоих типов, поэтому, зная скорость продольных и поперечных волн в земной коре и время запаздывания поперечной волны, можно определить расстояние до эпицентра землетрясения.
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. Что является источником механических волн?
2. Или переносят волны вещество? энергию?
3. Приведите примеры тех сред, в которых могут распространяться поперечные волны; продольные волны.
4. Или одинаковой является длина волны одной и той же частоты в разных средах?
Закрепление изученного материала
1. Тренируемся решать задачи
1. Лодка качается на волне с частотой 0,5 Гц. Чему равна скорость этой волны, если расстояние между соседними гребнями - 3 м?
2. Продольные или поперечные волны возникают:
а) в струнах при игре на гитаре;
б) в воздушном столбе внутри духового трубы, когда музыкант дует в трубу;
в) на поверхности воды, если ударить по ней ладонью? (Ответ: а) поперечные б) продольные в) эти волны нельзя отнести ни к продольным, ни к поперечных).
3. Подводная лодка всплыла на расстоянии 100 м от берега, создав волны на поверхности воды. Волны дошли до берега за 20 с, причем за последующие 15 с состоялось 30 всплесков волн о берег. Какова расстояние между гребнями соседних волн?
4. Какова скорость морских волн, если они поднимают плавучий буй каждые 1,5 с, а расстояние между гребнями соседних волн равна 6 м?
2. Контрольные вопросы
1. Что такое поперечные волны и они могут распространяться?
2. Что такое продольные волны и они могут распространяться?
3. Возможны ли поперечные волны в жидкостях и газах?
4. Почему волны переносят энергию?