Ние често се наблюдава вълни се припокриват, частиците на средата участва в няколко вълни движения. Опитът показва, че в този случай, изместването на всяка частица на средата е сумата от неговото изместване, което съответства на всички налагат вълни. наслагване се нарича добавяне на вълни. Един важен пример за това е добавянето на наслагване на две плоски вълни разпространяващи се по оста х в среда без намаляване в противоположни посоки с еднаква амплитуда и честота. Освен това, ние избираме произхода на мястото, където двете вълни имат една и съща началната фаза и да започнат броенето на време от времето, когато началната фаза на двете вълни са равни на нула. В този случай полученият обем се определя по формулата
Y (х, у) = Asin (тегл - KX) + Asin (тегл + KX) = 2Asin тегл coskx = В (х) sinwt -
- застанал вълново уравнение.
Такова допълнение, ние можем да видим отражението на вълни от препятствия. Облегнат на бариерата, както и вълна, минаваща към отражението си, наложени една върху друга, да се създаде резултатна трептене, наречена стоящи вълни. String вибрации.
От постоянна вълна уравнения може да се види, че във всяка точка на колебанията на вълната се появи на същата честота като тази на вълните counterpropagating в амплитудата зависи от координатната х:
В (х) = 2A защото KX = 2Acos2px / L.
В тези точки, където 2px / л = NP (п = 0,1,2.), В амплитудата достига максимум, равна 2А. Тези точки се наричат. antinodes на стояща вълна.
Координатна antinodes е равна на Xn = ± NL / 2. В точките, където 2Ph / л = ± (п + 1/2) р, амплитудата Б става нула. Тези точки се наричат възли на стояща вълна. Точка на средата, които са изложени на възлите не изпълняват трептене. Координатите на възлите са равни
Формули за координатите на възли и antinodes, че разстоянието между съседните възли (както и съседните antinodes) е равно на L / 2.
На границата където отразената вълна се случи, то може да бъде възел или antinode, това зависи от съотношението на средна плътност. Ако средата, от която отражението е по-малко плътен, отражението се извършва в мястото на antinode (фиг.5), ако по-плътен - възел (ris.5b). образуване възел се дължи на факта, че вълна, отразена от по-плътна среда, промяната обратна фаза, и на границата случва с добавяне на колебания противоположни фази, при което се получава сглобяването. Ако вълната се отразява от по-малко плътна среда, промяната на фазата не се случва на границата и се добавят вибрации на същите фази - се формира antinode.
В случай на постоянна вълна на трептене не е предаване на енергия, тъй като инцидента и отразени вълни от същата амплитуда носят една и съща енергия в противоположни посоки. Следователно, общата енергия на получената стояща вълна ограничава между възлите остава постоянна.
Ефект на Доплер в акустика.
Ако източникът излъчва звукови вълни с честота ν0 = 1 / T0. и звуков приемник (наблюдател слушател) са фиксирани по отношение на средата, в която се разпространяват вълни, честота на трептене ν възприема от приемника ще бъде равна на честотата на трептене ν0 източник (ν = ν0).
Ако източникът на звук или на приемника се движи спрямо средата, честотните ν0 ≠ ню. Това явление се нарича ефект на Доплер.
Се нарича промяната на ефекта на Доплер на честотата на трептения, заснети от приемника, движението на вибрациите на източника на светлина и една спрямо друга. Пример: лаборатория BSU.
Да приемем, че източника на звук и приемник движение по права линия, която ги свързва, където Vred скорост Vist и положително за сближаване на приемника и източника, и отрицателни на взаимното им премахване.
1) На първо място за разглеждане на делото, когато приемникът е в близост до източника на звука, а източникът е в покой, т.е. Vred> 0, Vist = 0. След вълната скорост спрямо приемника става равна на V + Vred. Тъй ДълЖината на вълната не е променила,
т.е. честота на трептене възприема от приемник в (V + Vred) / V пъти честотата на източник на трептения.
2) източник подходи приемника, а приемникът е в покой, т.е. Vist> 0 Vred = 0. Тъй като скоростта на разпространение на трептенията зависи само от еластичните свойства на средата, така че за известно време, равен на периода на източник на трептения, излъчена вълна ще ги предава в посока към приемник разстояние VT (равна на дължината на вълната λ = VT) дали дали източникът е в движение или в покой. По време на същото това време, източник ще премине в посока на вълната Vist разстояние Т (Фигура 6), т.е. дължина на вълната в посоката на движение се намалява и става равна на
Х '= λ - Vist Т = (V - Vist) T
т.е. ν честота на трептене възприема от приемника, увеличаване на V / (V - Vist) пъти. В първите два случая, ако Vist <0 и Vпр <0, знак в формулах (*) будет противоположным.
3) източник и приемник се движат един спрямо друг. Чрез комбиниране на двете уравнения (*), ние получаваме общ израз за честота V, опасенията от аудио приемника:
където във формула максимална скорост преди признаци са взети в случая, където векторът скорост на приемника и източника са насочени към конвергенция, нисш знаците - в случай на взаимно отстраняване на източника и приемника.
Ако скоростта и посоката на Vist Vred не съвпада с преминаването през линията източник и приемник, тогава вместо тези скорости във формулата (**) трябва да техните проекции от посоката на тази линия.
Един вид Доплеров ефект е т.нар. двойно ЕФР. Доплер - вълна промяна на честотата на отразяване от движещите се тела си, тъй като отразяващ обект може да се разглежда като първи приемник, а след като повторно радиатор вълни.
Ефектът на Доплер може да се измери скоростта на движение на вълните обекти радиационен източник или разсейване (използван в радар и сонар за измерване на скоростта на движещи се цели). В астрофизиката, ефектът от АД се използва за определяне на скоростта на движение на звездите и скоростта на въртене на небесните тела. В спектроскопия, Доплер разширяване на атомни и йонни линии на емисиите осигурява метод за безконтактно измерване на температура.
Свързани статии