Механикалық толқындардың таралуы. Толқын ұзындығы. Толқынның таралу жылдамдығы

Ереже: Механикалық толқын түрін оның таралу бағыты мен орта бөлшегінің тербеліс бағытын салыстырып анықтайды. Перпендикуляр қозғалыс көлденең, параллель қозғалыс бойлық толқынға сәйкес келеді.

Қолдану: Қозу жіп бойымен оңға, белгіленген бөлшек тік бағытта қозғалады. Осы екі бағыттың арасындағы бұрыш 90° болғандықтан толқын көлденең. Бөлшектің жоғары-төмен тербелісін толқын жотасының оңға жылжуымен шатастырмаймыз: біріншісі материал нүктесінің қозғалысы, екіншісі қозудың кеңістікте таралуы. Жіптегі серпімді байланыстар әсерді келесі бөліктерге жеткізеді.

Қате нұсқалар: B) Жіп бөлшектерінің механикалық қозғалысы материалдық ортада жүреді. Оны орта қажет етпейтін электромагниттік өріс толқынымен алмастыруға болмайды.

C) Шартта бөлшек жоғары-төмен тербеледі, ал қозу оңға таралады. Жіп материалының түгел оңға орын ауыстыруы берілмеген.

D) Механикалық толқында орта бөлшектері тербеледі. Шарттағы жоғары-төмен қозғалысты жоқ деп қабылдау сипаттамаға тікелей қайшы.

E) Бойлық толқында бөлшектердің ығысуы таралу бағытына параллель болады. Шартта екі бағыт бір-біріне перпендикуляр деп берілген. Ишара: Тербеліс пен таралу бағыттарының арасындағы бұрышты салыстыр.

Ереже: Ауадағы қарапайым дыбыс қысым мен тығыздық ауытқуларының таралуымен сипатталады. Бөлшектер таралу бағыты бойымен тепе-теңдік маңында тербелсе, толқын бойлық механикалық болады.

Қолдану: Толқын оңға жүреді, бөлшектер оң-сол бағытта қозғалады. Бағыттар параллель болғандықтан дұрыс түрі бойлық. Сығылу аймағы келесі ауа қабатына әсер етіп, қысым өзгерісін жеткізеді; жеке бөлшек сығылу аймағымен бірге бүкіл жолды өтпейді. Бұл тұжырым берілген тыныш ауадағы көлемдік дыбыс моделіне қатысты, кез келген беткі су толқынын сипаттамайды.

Қате нұсқалар: A) Көлденең толқын үшін бөлшек қозғалысы таралуға перпендикуляр болуы керек. Шартта бөлшектер оң-сол бағытта, толқынмен параллель тербеледі.

B) Кезектескен сығылу мен сиреу және тербеліс нақты берілген. Тұрақты, өзгермейтін қысым дыбыс толқынының осы сипаттамасын бермейді.

C) Орта ретінде ауа көрсетілген, жіп жоқ. Толқын түрі құрылғы атауынан емес, берілген тербеліс бағыты арқылы анықталады.

E) Берілген дыбыста ауа тығыздығы мен қысымы өзгеріп, бөлшектер механикалық тербеледі. Бұл электр және магнит өрістерінің толқыны емес. Ишара: Сығылу бағыты мен дыбыстың таралу бағыты бір түзудің бойында.

Ереже: Идеал шағын механикалық толқында серпімді байланыс қозуды және энергияны көршілес бөліктерге жеткізеді. Ортаның белгіленген бөлшектері өз тепе-теңдігі маңында тербеліп, толқынмен бірге тұтас көшпейді.

Қолдану: Шарт ағыссыз орта мен тұтас көшу жоқтығын нақтылайды. Сондықтан таралатын нәрсе — қозу және энергия, материалдың бүкіл массасы емес. Бұл бөлшек қозғалысы мүлде жоқ деген сөз емес: жергілікті тербеліс энергия алмасуына қатысады. Нақты судың ағысы немесе үлкен амплитудалы қозғалыс жөнінде қосымша қорытынды жасамаймыз, берілген идеал модельдің шегін сақтаймыз.

Қате нұсқалар: A) Орта тұтас көшпейді деп көрсетілген, ал қозудың берілуі энергия алмасуымен жүреді. Зат пен энергияның рөлдері кері берілген.

B) Шартта бөлшектер тербелетіні анық берілген. Энергияның таралуы олардың қозғалысының толық тоқтауына негізделмейді.

C) Толқын өтеді деген шарт әсердің көршілес бөліктерге таралатынын білдіреді. Бір нүктеде ғана қалған тербеліс бұл таралуды сипаттамайды.

D) Бөлшектердің қозғалысы тепе-теңдік маңындағы тербеліс деп берілген. Жотаның таралуы сол бір материал бөлшегінің бүкіл жолды өтуін білдірмейді. Ишара: Қай нәрсе таралады, қай нәрсе тепе-теңдік маңында тербеледі?

Ереже: Механикалық дыбыс үшін тербелісті көршілес бөліктерге жеткізетін материалдық орта қажет. Вакуум осы жолды қамтамасыз етпейді; қатты дене арқылы бөлек байланыс болса, оны жеке қарастыру керек.

Қолдану: Берілген жағдайда ауа шығарылған және басқа қатты байланыс та жоқ. Қоңыраудың өзі тербелуі мүмкін, бірақ сыртқа дыбыс жеткізетін материалдық тізбек үзіледі. Сондықтан себеп көздің жоғалуы немесе жиіліктің нөл болуы емес, таралу ортасының болмауы. Электромагниттік сәуленің вакуумдағы қасиетін дыбысқа қолдану әртүрлі толқын түрлерін шатастырады.

Қате нұсқалар: A) Жарықтың вакуумдағы таралуы механикалық дыбысқа көшірілмейді. Дыбыс үшін бөлшектер арасындағы механикалық байланыс қажет.

B) Шарт қоңыраудың механикалық тербелісін сақтайды. Орта жойылуы көздің жиілігін міндетті нөл ету емес, әсерді жеткізу жолын үзу.

C) Вакуумда берілген дыбысты тасымалдайтын орта бөлшектері жоқ. Толқын түрін ауыстыру бұл жетіспейтін механикалық ортаны жасамайды.

E) Дыбыс ауада және қатты денеде де тарала алады. Шартта сол материалдық жолдар жоқ, мәселе тек судың жоқтығында емес. Ишара: Көздің тербелуін және сол тербелісті жеткізетін жолды бөлек тексер.

Ереже: Бір мезеттегі гармоникалық толқын профилінде қатар тұрған екі жота аралығы бір толқын ұзындығына тең. Ол кеңістіктік период, ал бір нүктедегі уақыттық қайталану периоды секундпен өлшенеді.

Қолдану: λ=x₂−x₁=0,80−0,20=0,60 м. Қатар тұрған деген шарт аралықта тағы бір жота жоқ екенін көрсетіп, бір ғана толық периодты таңдауға мүмкіндік береді. Нәтиже координата басын басқа жерге көшіргенде өзгермейді, себебі екі координатаның айырмасы сақталады. Жотаның биіктігі берілмегендіктен бұл есептен тербеліс амплитудасын анықтамаймыз.

Қате нұсқалар: B) Бұл жоталар аралығын екіге бөлу. Қатар екі жота бір толық кеңістіктік периодпен бөлінеді, жарты периодпен емес.

C) Бұл екінші жотаның координатасы ғана. Бірінші жота координатасы нөл емес болғандықтан оны міндетті түрде шегеру қажет.

D) Бұл екі координатаны қосу. Толқын ұзындығы координаталар қосындысы емес, қатар жоталар арасындағы кеңістіктік қашықтық.

E) Сандық айырма дұрыс, бірақ бірлік уақытқа ауыстырылған. Бір мезеттегі кеңістіктік профиль толқын ұзындығын метрмен береді. Ишара: Қатар жоталар координаталарының айырмасын тап.