Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Стоячие волны, волны, возникающие вследствие интерференции волн, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях. Практически стоячие волны возникают при отражениях волн от преград и неоднородностей в результате наложения отражённой волны на прямую. Различные участки стоячих волн колеблются в одной и той же фазе, но с различной амплитудой (рис.). В стоячей волне, в отличие от бегущей, не происходит течения энергии. Такие волны возникают, например, в упругой системе — стержне или столбе воздуха, находящегося внутри трубы, закрытой с одного конца, при колебаниях поршня в трубе. Бегущие волны отражаются от границ системы, и в результате наложения падающих и отражённых волн в системе устанавливаются стоячие волны. При этом по длине воздушного столба образуются так называемые узлы смещений (скоростей) — плоскости, перпендикулярные к оси столба, на которых смещения частиц воздуха отсутствуют, а амплитуды давлений максимальны, и пучности смещений — плоскости, на которых смещения максимальны, а давления равны нулю. Узлы и пучности смещений располагаются в трубе на расстояниях четверти длины волны, причём у твёрдой стенки образуются всегда узел смещений и пучность давлений. Подобная же картина наблюдается, если убрать твёрдую стенку в конце трубы, но тогда пучность скорости и узел давлений находятся на плоскости отверстия (приблизительно). Во всяком объёме, имеющем определённые границы и источник звука, образуются стоячие волны, но более сложной структуры.

Всякий волновой процесс, связанный с распространением возмущений, может сопровождаться образованием стоячих волн. Они могут возникать не только в газообразных, жидких и твёрдых средах, но также и в вакууме при распространении и отражении электромагнитных возмущений, например в электрических длинных линиях. Антенна радиопередатчика часто выполняется в виде прямолинейного вибратора или системы вибраторов, по длине которых устанавливается стоячая волна. В отрезках волноводов и замкнутых объёмах различной формы, используемых в качестве резонаторов в технике сверхвысоких частот, устанавливаются стоячие волны определённых типов. В электромагнитных стоячих волнах электрические и магнитные поля разделяются аналогично тому, как в упругих стоячих волнах разделяются смещение и давление.

Чистые стоячие волны могут установиться, строго говоря, только при отсутствии затухания в среде и полном отражении волн от границы. Обычно, кроме стоячих волн, присутствуют также бегущие волны, подводящие энергию к местам её поглощения или излучения.

В оптике также возможно установление стоячих волн с видимыми максимумами и минимумами электрического поля. Если свет не монохроматический, то в стоячей волне пучности электрического поля разных длин волн будут расположены в разных местах и нередко наблюдается разделение цветов.

Распределение давлений и скоростей в стоячей волне при открытом и закрытом конце трубы.

Распределение давлений и скоростей.

Горелик Г. С. Колебания и волны. М. — Л., 1950.
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить