Hullámmozgás
Hullámmozgás. Elektromágneses hullámok.
A hullámmozgás kiterjedt rendszerekben zajlik. A fizika számára az atomokból és mezőkből épített közönséges média. Nyilvánvaló, hogy a hullámok fizikai jellege a médiában és a mezőkben más, de mindkettő formális leírása sok hasonlóságot mutat. Ez a körülmény mindig hasznos szem előtt tartani. A médiában megfigyelhetünk rugalmas, hanghullámokat, hullámokat egy folyadék felületén; a mezőkön - a hullámok legtapikusabb példájaként - az elektromágnesesség. Először is, érintsük meg a hullámokat a médiában, mivel egyszerűbb a hullámmozgás általános megértése szempontjából.
Mi a hullám, és hogyan változik a hullámmozgás a testek szokásos mechanikus mozgásától? Amikor a test mozgásáról beszélünk, az űrben való mozgást értjük. A hullámmozgás esetében nem arról van szó, hogy a közeget vagy a mezőt mozgatjuk, hanem a közeg vagy mező izgatott állapotát mozgatjuk. Egy hullámban egy bizonyos állapotot, amelyet először lokalizáltak a hely egyik helyén, átkerülnek (áthelyezve) a többi, közeli helyre. Ebben az esetben a médium vagy a mező állapota valamilyen változást vagy torzítást észlelhet. Például gyengítheti vagy visszadobhat, vagy általánosságban valamilyen módon át lehet adni. Vannak esetek is, amikor a hullámban nincs torzulás.
Milyen hullámok merülnek fel, mi az események mechanizmusa? Ha ezt a kérdést megválaszolnánk, lehetetlen eloszlatni, nem szabad elfelejteni, hogy a hullámok különleges típusát kell szem előtt tartani. Vegyünk például egy függőleges hullámot a zsinóron vagy a zsinóron. A zsinór egy része az egyensúlyi helyzetből a szomszédos régióhoz való csatlakozás következtében elmozdulva ezzel a szomszédos szakaszban bizonyos késleltetéssel eltolódik. Egy hanghullámban például a helyi helyi összenyomódások és gázelkülönítés történik a gázban. A kis helyi gázkompressziót továbbítják a szomszédos telephelyre, de nem késik, de némi késéssel. A tömörítés a vágást követi, a szomszédos szakaszokra is átkerül. Így a gáz meghatározott állapota pontról pontra mozog, hullámot képezve.
A mechanizmus a előfordulása elektromágneses hullám kissé bonyolultabb, bár a lényege, az azonos területeken a szomszédos csatlakozó részek miatt excentricitása állapotában egy mezőt késleltetési rész pepedaetsya d.puguyu, következő. Elektromágneses tér, mint a „két mező”: elektpicheskim E és B. A változás a mágneses vpemeni okpestnosti egy mezőt egy adott pont, ezért kell értelmezni excentricitás, popozhdaet d.puguyu mező: E popozhdaet mező variáció és a B mező naobopot. Változók vpemeni elektpicheskoe popozhdaet területén változók szomszédos pont a mágneses mezőt a mágneses mező ocheped változók azok okpestnosti popozhdaet változók elektpicheskoe. Ezek a nemzedékek nem azonnal, de bizonyos késéssel keletkeznek, aminek következtében elektromágneses hullám keletkezik.
A közeg vagy mező állapotát a tér adott pontján egy vagy több paraméter jellemzi. Ezek a paraméterek, nappimep hullám obpazuemoy szóló stpune az eltérés a helyzetét rész stpuny pavnovesiya (x), a hanghullám a levegőben - ez az érték hapaktepizuyuschaya passhipenie préseléssel vagy a levegő, elektromágneses hullám - jelentése vektopov modulok E és B. A hullám egyik legfontosabb koncepciója a fázis. Egy fázis egy hullámállapot egy adott ponton és egy adott időpontban, amelyet a megfelelő paraméterek írnak le. Például egy elektromágneses hullám fázisát az E és B vektor modulja adja. A fázis pontról pontra változik. Így a matematikai értelemben vett hullám fázisa a koordináták és az idő függvénye. A hullámfelület fogalma kapcsolódik a fázis koncepciójához. Ez a felület, amelynek minden pontja az adott időpillanatban ugyanabban a fázisban van, vagyis ez az állandó fázis felülete.
A hullámfelület és a fázis fogalmai lehetővé teszik számunkra, hogy a hullámok osztályozását a viselkedésüknek a térben és időben betöltött jellege szerint végezzék el. Ha a hullámfelületek térben mozognak (például a víz felszínén szokásos hullámok), akkor a hullám fut. Ha a hullám fázisa csak az idő függvénye, vagyis az oszcilláció folyamatában a hullám összes pontjai ugyanabban a fázisban vannak (bár különböző amplitúdókkal), akkor egy ilyen hullámot álló hullámnak neveznek. Például az állóhullámokat megfigyeljük egy bizonyos hosszúságú és meghatározott feszültségű feszített vonallal. Állandó hullámok a víz felszínén és a zárt üregekben lévő térfogat-álló hullámok lehetségesek. A lezárt üregeket, amelyekben álló hullámok merülnek fel, rezonátornak nevezik.
Ha a tér minden pontján a hullámszakasz időnként megváltozik, akkor a hullámot periodikusnak is nevezik. Egy homogén állapotban a periodikus hullámok időszakosan és térben változnak. Természetesen a hullámoknak nem kell időszakosaknak lenniük. Az űrben és az időben megjelenő profiljuk nagyon eltérő lehet. Különösen formában lehet
egy rövid vonat, hasonlóan az 1.1 ábrához. Az ilyen hullámok időben rövidek vagy hosszúak, attól függően, hogy a vonat hossza, jelek. A hullám hullámfelszínére normál vonalakat sugárzásnak nevezik. Az utazó hullám a sugarak mentén mozog, és értelme beszélni a sebességéről.
A hullámsebesség fogalma nem jó. A hullámok esetében szükségessé vált a sebességek több koncepciójának bevezetése, amelyek általánosságban nem egyeznek egymással. A legegyszerűbb és legnyilvánvalóbb a hullámfelület elmozdulása. A hullám hullámfelületének elmozdulási sebességét a fázis sebességének nevezik. Ez a hullámfázis elmozdulási sebessége. A hullám leolvasására szolgáló fázis sebesség azonban nem elegendő. A hullám alakját egy vonat formájában ábrázoljuk, ahogy az 1.1 ábrán látható. Előfordulhat, hogy a vonat lebeg, majd a hullám egyes fázisai (például az egyéni "hegyei") különböző sebességgel mozognak. Hogy ebben az esetben adja meg az egyszerű fogalom skoposti szükség skopost meg egy hullám, mint valami más, de nem skopost INDÍTVÁNYOK fázis (nappimep mint skopost „INDÍTVÁNYOK” enepgii, amelyet aztán hordoz jel). A jövőben fogjuk be az úgynevezett gpuppovye skopost hullám, és a különcség elengedhetetlen olyan esetekben, amikor a ppofil mepe hullám mozgások torzul. Időközben csak a fázis sebességének fogalmára korlátozódunk.
Amint már az elején már megjegyeztük, csak elektromágneses hullámok fognak beavatkozni. Az elektromágneses hullám egy hullámcserélő elektromágneses mező. Az elektromágneses hullám egyik jellemzője, hogy három vektor van benne: az E vektor, a B vektor és a v fázis sebesség vektor mindig merőleges egymásra. (1.2 ábra)
Sőt, modulok vektopov E és B mindig ppopoptsionalny között (állandó univerzális együttható ppopoptsionalnosti), amely lehetővé teszi a hullám fázis leírására nem kettő, és bármelyik vektopom, nappimep vektopom E (vektop E több jelentős eltérések hullám interakció atomokkal, így ez a választás a hullámok jellemzőire).
Mivel az E és B vektorok merőlegesek a hullámsebesség vektorra, az elektromágneses hullámok a keresztirányú hullámok osztályába tartoznak. Ez egy nagyon fontos tény: a kereszt hullámok sokkal összetettebbek a saját tulajdonságai, mint a p, hiszen a síkban fokozatos peppendikulyapnoy skoposti, vektop E elfoglalhatja azt a helyzetet, és leírja Többféle Többféle mozgás ... Az ilyen szabadság előremutató hullámában nincs hullám az E vektor mozgásában - mindig a vezetékes vonal mentén helyezkedik el a hullám sebesség vektor mentén. Az elektromágneses hullámok keresztirányú tulajdonságának tulajdonsága a polarizációnak nevezett specifikus jelenségek egész osztályához vezet.