Физика 9 класс. §28 Распространение колебаний в среде. Волны

Физика 8 класс. Учебник Пёрышкина.
0:00 - объяснение принципа возникновения и распространения волн на примере воды
2:00 - определение волны
2:31 - поперечные и продольные волны
3:00 - объяснение поперечных волн
3:21 - волна переносит энергию, но не вещество
3:47 - пример звуковых волн как переносящих энергию, но не вещество
5:22 - подсказка к вопросам
Определение волны из учебника: Возмущения, распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места их возникновения, называются волнами.
Определение волны их энциклопедии: Волна — изменение некоторой совокупности физических величин, которое способно перемещаться, удаляясь от места своего возникновения, или колебаться внутри ограниченных областей пространства.
Мы проходим механические волны.
Механические волны — это волны, колебания которых можно почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде.
Волны бывают поперечными и продольными.
Продольные волны — это волны, у которых колебание происходит вдоль направления распространения волны.
Поперечные волны — это волны, у которых колебание происходит поперек направления распространения волны.
И здесь возникает ошибка: учащиеся путают волны на поверхности воды и волны распространяющиеся в самой воде.
Волны на поверхности – это поперечные. Но если поместить воду в пространство ограниченное сверху, что бы над ней не было воздуха – в ней смогут распространяться только продольные волны.
Для примера рассмотрим распространение звуковой волны. Есть динамик, мембрана которого совершает колебания с определённой частотой, вызывая сжатие или разряжение воздуха, т.е. слой воздуха колеблется с той же частотой – передавая сжатия или разряжения в направлении динамика. Эти волны – т.е. колебания воздуха – доходят до нашего уха, где вызывают такие же колебания барабанной перепонки.
Таким образом звуковая волна перенесла к нашей барабанной перепонке энергия колебаний мембраны динамика. Эта волна перенесла не воздух: если вы сидите в одном конце комнаты, а в другом играет музыка – то там где вы сидите давление воздуха не повышается, в ваш угол переносится не воздух, а только его колебания.
Аналогично в воде. Вода сжимается хуже, но и её можно рассматривать как пружину, где можно создать участки повышенного давления и пониженного. Например, воздействуя резко перемещающимся поршнем. И эти участки повышенного или разреженного давления будут распространяться вдоль той же, вдоль которой воде передаются колебания.
В примерах с водой и звуком мы рассматривали «упругие среды», частицы которых могут совершать колебания около положения равновесия. Волны распространяющиеся в них называются упругими.
Упругие волны – это механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.
Учебник упоминает волны сдвига – это волны где частицы среды смещаются друг относительно друга – например волны на поверхности. Это и есть поперечные волны.

Станьте спонсором канала, и вы получите доступ к эксклюзивным бонусам. Подробнее:

[ДашаБулка-ыи]

Чел, какой же ты классный можно я буду твоим стулом. Продолжай свою деятельность, я не совсем понимаю физику, но хочу понять, вот, поэтому твое видео мне помогло. А еще голос у тебя очень приятный

[zwevsd]

Очень приятный голос и легкодоступно объясняешь.
Очень жалко, что только спустя 3 года обучения узнала о твоём канале.
Спасибо огромное за твою деятельность

[kenma]

Спасибо большое!💖 После просмотра твоих видео темы становятся намного понятнее

[Swizooo]

Бро я впервые учу физику но мне так интересно я сначала просмотрел твой ролик а потом и параграф прочитал завтра посмотрим что получу

[vironidk]

Наконец-то достойное объяснение этого ужаса из учебника! В закреп плейлист параграфов.

[aleksandrovaulia]

Очень классно объясняете, я вас обожаю . К каждому уроку физике готовлюсь по вашем видео.❤

[horizonvoice]

Посмотрела две минуты и сразу подписалась. Спасибо большое!!😊

[alexivch]

О волнах в воде и на поверхности воды. У этих волн, как говорят, разная физическая природа. Волны на свободной поверхности воды (поверхностные волны) - это "игра" двух сил - *силы тяжести* (гравитации) и *силы поверхностного натяжения.* И, конечно, это поперечные волны. А поверхностных волн в воздухе не существует, потому что у воздуха нет свободной поверхности. Волны в объёме жидкости или газа (говорят также волны в сплошной жидкой или газообразной среде) - это *продольные упругие волны, * то есть математически это колебания величины давления в каждой точке среды около положения равновесия, которые распространяются в среде с некоторой скоростью. Положение равновесия (в воздухе) характеризуется величиной атмосферного давления, а в воде положение равновесия характеризуется суммой атмосферного и гидростатического давления и зависит от глубины. Физически продольные волны - это колебания частиц среды около положения равновесия вдоль направления распространения волн, в результате чего в среде создаются волны сгущения и разрежения среды. Так как микрочастицы среды участвуют в хаотическом тепловом движении, то говорить о положении равновесия можно только условно (в среднем). Или под частицами понимать небольшие порции (капельки) (если это жидкость). Что понимать под частицами в случае газообразной среды даже не знаю каким словом обозначить. Поэтому в качестве колеблющейся величины принимается не координата колеблющейся частицы около положения равновесия, а величина давления газа в данной точке среды. Это то, что можно (теоретически) зарегистрировать, измерить параметры колебания - амплитуду, частоту, период. В сплошной жидкой или газообразной среде могут распространяться только продольные волны. Упругие волны в объёме жидкости или газа - это и есть звук. Если частота этих волн меньше 16 герц, то мы его не слышим (инфразвук). Если частота больше 16 кГц, то мы опять его не слышим (ультразвук). Лично я почти не слышу звук при частоте уже больше 10 - 12 кГц. Каждый легко может проверить частотный диапазон своего слуха. Для этого нужен звуковой генератор с регулируемой частотой в диапазоне 16 Гц - 20 кГц. Если такого прибора нет, то у каждого есть компьютер, на котором можно установить и запустить программу генерирующую колебания в нужном диапазоне и прослушать их через колонки. А вот в объёме твёрдого тела волны упругости могут быть как продольными, так и поперечными. Но в любом случае у упругих волн в сплошной среде (газообразной, жидкой, твёрдой) есть короткое название - звук (инфразвук, слышимый звук, ультразвук). Но в газе и жидкости это только упругие продольные волны, а в твёрдых телах упругие волны могут быть как продольными так и поперечными, потому что в твёрдом теле кроме деформации растяжения-сжатия есть ещё деформация сдвига, а в жидкости и газе есть только деформация растяжения-сжатия. Кстати скорость распространения звуков в жидких и упругих твёрдых телах значительно выше, чем в воздухе. Медленнее всего звук движется в газах, быстрее в жидкостях, и быстрее всего в твёрдых телах. Сравните: воздух - 343 м/с; вода - 1481 м/с; железо - 5120 м/с. Поэтому приложив ухо к рельсу можно услышать звук приближающегося поезда гораздо раньше, чем услышать этот звук по воздуху. В физике также говорят "волны в сплошной газообразной (жидкой, твёрдой) среде", вместо "волны в объёме газа (жидкости, твёрдого тела").

[xukxbte]

Всё да ничего, вот только 3:29 это было опровергнуто Анатолием Ивановичем Добродюбовым ещё в начале 2000-х в статье "бегущая волна деформации"

[ruso]

Если механические волны "не переносят вещества", то как они выбрасывают корабли на берег?
Также хорошо известно такое явление как акустический ветер - движение среды (жидкости, газа) под действием звука.😂

[splifer_]

А почему в этот раз не решали упражнение 28?