ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "КОЛИВАННЯ ТА ХВИЛІ". Компенсаційний курс

Розділ 15. Хвилі

Теоретичні відомості. Типи хвиль

Хвилі класифікують за різними ознаками. Зокрема, за напрямком коливань усі хвилі поділяють на поперечні і повздовжні. Іншою визначальною ознакою є закон, за яким відбуваються коливання у хвилі. За цією ознакою найпростішим і найважливішим типом хвиль є монохроматичні хвилі.

 

Поперечною називається хвиля, у якій коливання відбуваються в напрямках, перпендикулярних до напрямку поширення хвилі. Наочним прикладом поперечних хвиль є хвилі на поверхні води.

 

Повздовжньою називається така хвиля, в якій коливання відбуваються уздовж напрямку поширення хвилі. Прикладом повздовжніх хвиль є звукові хвилі у газах.

Поперечні хвилі можуть існувати тільки в середовищах, здатних зберігати форму (яким властива «пружність форми»). Таку здатність мають тверді тіла і вільна поверхня рідин. Тому у твердому тілі можливі як повздовжні, так і поперечні хвилі. Хвилі в об'ємі рідини є повздовжніми, а на поверхні – поперечними. У газах можливі тільки повздовжні хвилі.

 

Монохроматичною  хвилею називається поширення гармонічних коливань (походження терміну "монохроматична" наводиться далі в р. 5. Оптика).

Відповідно до критерію гармонічних коливань (див. розділ 13 , формулу (13.10)), механічні монохроматичні хвилі можливі тільки в пружних середовищах, в яких енергія механічних коливань не перетворюється в інші форми.

Аналогічно монохроматичні електромагнітні хвилі можливі тільки в діелектриках – середовищах, в яких енергія електромагнітних коливань не перетворюється у внутрішню (теплову) енергію.