മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളുടെ ആവിർഭാവവും പ്രചാരണവും. തരംഗങ്ങളെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന ഭൗതിക അളവ്. മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾ

ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൽ വൈബ്രേഷനുകൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് മെക്കാനിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ ഇലാസ്റ്റിക് വേവ്. ഉദാഹരണത്തിന്, വൈബ്രേറ്റിംഗ് സ്ട്രിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സ്പീക്കർ ഡിഫ്യൂസറിന് ചുറ്റും വായു വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു - സ്ട്രിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സ്പീക്കർ ശബ്ദ തരംഗത്തിൻ്റെ ഉറവിടമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ഒരു മെക്കാനിക്കൽ തരംഗമുണ്ടാകുന്നതിന്, രണ്ട് വ്യവസ്ഥകൾ പാലിക്കേണ്ടതുണ്ട്: ഒരു തരംഗ സ്രോതസ്സിൻ്റെ സാന്നിധ്യം (അത് ഏത് ആന്ദോളന ശരീരവും ആകാം) ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയം (ഗ്യാസ്, ലിക്വിഡ്, സോളിഡ്).

തിരമാലയുടെ കാരണം കണ്ടെത്താം. ഏത് ആന്ദോളന ശരീരത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകളും ആന്ദോളനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

ഒരു ഡൈമൻഷണൽ ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും ലളിതമായ മോഡൽ സ്പ്രിംഗുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ച പന്തുകളുടെ ഒരു ശൃംഖലയാണ്. ബോളുകൾ തന്മാത്രകളുടെ മാതൃകയാണ്; അവയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന നീരുറവകൾ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന ശക്തികളെ മാതൃകയാക്കുന്നു.

ആദ്യത്തെ പന്ത് ω ആവൃത്തിയിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു എന്ന് നമുക്ക് പറയാം. സ്പ്രിംഗ് 1-2 രൂപഭേദം വരുത്തി, അതിൽ ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, ആവൃത്തിയിൽ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ബാഹ്യ ആനുകാലികമായി മാറുന്ന ശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, രണ്ടാമത്തെ പന്ത് നിർബന്ധിത ആന്ദോളനങ്ങൾ നടത്താൻ തുടങ്ങുന്നു. നിർബന്ധിത ആന്ദോളനങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ബാഹ്യ ചാലകശക്തിയുടെ ആവൃത്തിയിൽ സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ, രണ്ടാമത്തെ പന്തിൻ്റെ ആന്ദോളന ആവൃത്തി ആദ്യത്തേതിൻ്റെ ആന്ദോളന ആവൃത്തിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടും. എന്നിരുന്നാലും, രണ്ടാമത്തെ പന്തിൻ്റെ നിർബന്ധിത ആന്ദോളനം ബാഹ്യ ചാലകശക്തിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കുറച്ച് ഘട്ടം കാലതാമസത്തോടെ സംഭവിക്കും. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, രണ്ടാമത്തെ പന്ത് ആദ്യ പന്തിനേക്കാൾ അല്പം വൈകി ആന്ദോളനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങും.

രണ്ടാമത്തെ പന്തിൻ്റെ ആന്ദോളനം സ്പ്രിംഗ് 2-3 ൻ്റെ ഇടയ്ക്കിടെ മാറുന്ന രൂപഭേദം വരുത്തും, ഇത് മൂന്നാമത്തെ പന്ത് ആന്ദോളനത്തിന് കാരണമാകും. അങ്ങനെ, ചങ്ങലയിലെ എല്ലാ പന്തുകളും ആദ്യ പന്തിൻ്റെ ആന്ദോളന ആവൃത്തിയിൽ ആന്ദോളന ചലനത്തിൽ മാറിമാറി ഉൾപ്പെടും.

വ്യക്തമായും, ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മാധ്യമത്തിൽ ഒരു തരംഗത്തിൻ്റെ വ്യാപനത്തിൻ്റെ കാരണം തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. തരംഗത്തിലെ എല്ലാ കണികകളുടെയും ആന്ദോളന ആവൃത്തി തുല്യമാണ് കൂടാതെ തരംഗ സ്രോതസ്സിൻ്റെ ആന്ദോളന ആവൃത്തിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.

ഒരു തരംഗത്തിലെ കണങ്ങളുടെ വൈബ്രേഷനുകളുടെ സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, തരംഗങ്ങളെ തിരശ്ചീന, രേഖാംശ, ഉപരിതല എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

IN രേഖാംശ തരംഗംതരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിൽ കണികാ ആന്ദോളനം സംഭവിക്കുന്നു.

ഒരു രേഖാംശ തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണം മാധ്യമത്തിൽ ടെൻഷൻ-കംപ്രഷൻ രൂപഭേദം സംഭവിക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇടത്തരം നീട്ടിയ പ്രദേശങ്ങളിൽ, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത കുറയുന്നത് നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു - അപൂർവ്വമായി. മീഡിയത്തിൻ്റെ കംപ്രസ് ചെയ്ത പ്രദേശങ്ങളിൽ, നേരെമറിച്ച്, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയിൽ വർദ്ധനവ് ഉണ്ട് - കാൻസൻസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ. ഇക്കാരണത്താൽ, ഒരു രേഖാംശ തരംഗം ഘനീഭവിക്കുന്നതും അപൂർവ്വമായി സംഭവിക്കുന്നതുമായ സ്ഥലങ്ങളിലെ ചലനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

ഏതൊരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിലും ടെൻസൈൽ-കംപ്രസ്സീവ് രൂപഭേദം സംഭവിക്കാം, അതിനാൽ രേഖാംശ തരംഗങ്ങൾ വാതകങ്ങളിലും ദ്രാവകങ്ങളിലും ഖരവസ്തുക്കളിലും വ്യാപിക്കും. ഒരു രേഖാംശ തരംഗത്തിൻ്റെ ഉദാഹരണം ശബ്ദമാണ്.

IN തിരശ്ചീന തരംഗംകണങ്ങൾ തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു.

ഒരു തിരശ്ചീന തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണം മാധ്യമത്തിൽ കത്രിക രൂപഭേദം സംഭവിക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള രൂപഭേദം ഖരവസ്തുക്കളിൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കൂ, അതിനാൽ തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങൾക്ക് ഖരവസ്തുക്കളിൽ മാത്രമായി വ്യാപിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു ഷിയർ തരംഗത്തിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം സീസ്മിക് എസ്-വേവ് ആണ്.

ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾരണ്ട് മാധ്യമങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിൽ ഉണ്ടാകുന്നു. മാധ്യമത്തിൻ്റെ വൈബ്രേറ്റിംഗ് കണങ്ങൾക്ക് തിരശ്ചീനവും ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബവും സ്ഥാനചലന വെക്റ്ററിൻ്റെ രേഖാംശ ഘടകങ്ങളും ഉണ്ട്. അവയുടെ ആന്ദോളനങ്ങൾക്കിടയിൽ, മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകൾ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി ഒരു തലത്തിൽ ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലുള്ള പാതകളെ വിവരിക്കുകയും തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണ ദിശയിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉപരിതല തരംഗങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ജലത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ തരംഗങ്ങളും ഭൂകമ്പമുള്ള എൽ-തരംഗങ്ങളുമാണ്.

തരംഗ പ്രക്രിയ എത്തിയ പോയിൻ്റുകളുടെ ജ്യാമിതീയ സ്ഥാനമാണ് വേവ് ഫ്രണ്ട്. വേവ് ഫ്രണ്ടിൻ്റെ ആകൃതി വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ഏറ്റവും സാധാരണമായത് തലം, ഗോളാകൃതി, സിലിണ്ടർ തരംഗങ്ങളാണ്.

ദയവായി ശ്രദ്ധിക്കുക - വേവ് ഫ്രണ്ട് എല്ലായ്പ്പോഴും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു ലംബമായിതരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശ! വേവ് ഫ്രണ്ടിൻ്റെ എല്ലാ പോയിൻ്റുകളും ആന്ദോളനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങും ഒരു ഘട്ടത്തിൽ.

തരംഗ പ്രക്രിയയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന അളവുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു:

1. തരംഗ ആവൃത്തിν എന്നത് തരംഗത്തിലെ എല്ലാ കണങ്ങളുടെയും വൈബ്രേഷൻ ആവൃത്തിയാണ്.

2. തരംഗ വ്യാപ്തി A എന്നത് തരംഗത്തിലെ കണങ്ങളുടെ വൈബ്രേഷൻ്റെ വ്യാപ്തിയാണ്.

3. തരംഗ വേഗതυ എന്നത് ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിൽ തരംഗ പ്രക്രിയ (ശല്യം) വ്യാപിക്കുന്ന ദൂരമാണ്.

ദയവായി ശ്രദ്ധിക്കുക - തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗതയും തരംഗത്തിലെ കണങ്ങളുടെ ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ വേഗതയും വ്യത്യസ്ത ആശയങ്ങളാണ്! ഒരു തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത രണ്ട് ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു: തരംഗത്തിൻ്റെ തരം, തരംഗങ്ങൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന മാധ്യമം.

പൊതുവായ പാറ്റേൺ ഇതാണ്: ഖരാവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു രേഖാംശ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത ദ്രാവകങ്ങളേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ ദ്രാവകങ്ങളിലെ വേഗത വാതകങ്ങളിലെ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗതയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

ഈ പാറ്റേണിൻ്റെ ശാരീരിക കാരണം മനസ്സിലാക്കാൻ പ്രയാസമില്ല. തന്മാത്രകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് തരംഗ പ്രചരണത്തിന് കാരണം. സ്വാഭാവികമായും, തന്മാത്രകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം ശക്തമാകുന്ന പരിതസ്ഥിതിയിൽ അസ്വസ്ഥത വേഗത്തിൽ പടരുന്നു.

ഒരേ മാധ്യമത്തിൽ, പാറ്റേൺ വ്യത്യസ്തമാണ് - രേഖാംശ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത തിരശ്ചീന തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗതയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സോളിഡിലെ ഒരു രേഖാംശ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത, E എന്നത് പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് (യംഗ്സ് മോഡുലസ്) ആണ്, ρ എന്നത് പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയാണ്.

ഒരു സോളിഡിലെ ഷിയർ വേവ് സ്പീഡ്, ഇവിടെ N ആണ് ഷിയർ മോഡുലസ്. എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങൾക്കും മുതൽ, പിന്നെ. ഭൂകമ്പത്തിൻ്റെ ഉറവിടത്തിലേക്കുള്ള ദൂരം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ ഭൂകമ്പ തരംഗങ്ങളുടെ വേഗതയിലെ വ്യത്യാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

നീട്ടിയ ചരടിലോ സ്ട്രിംഗിലോ തിരശ്ചീന തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ടെൻഷൻ ഫോഴ്‌സ് എഫ്, യൂണിറ്റ് ദൈർഘ്യം μ:

4. തരംഗദൈർഘ്യംതുല്യമായി ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന പോയിൻ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ദൂരമാണ് λ.

ജലത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന തരംഗങ്ങൾക്ക്, തരംഗദൈർഘ്യം എളുപ്പത്തിൽ നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, അടുത്തുള്ള രണ്ട് ഹമ്പുകൾ അല്ലെങ്കിൽ അടുത്തുള്ള തൊട്ടികൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം.

ഒരു രേഖാംശ തരംഗത്തിന്, തരംഗദൈർഘ്യം രണ്ട് അടുത്തുള്ള ഘനീഭവിക്കലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ അപൂർവ്വതകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരമായി കണ്ടെത്താം.

5. തരംഗ പ്രചരണ പ്രക്രിയയിൽ, മാധ്യമത്തിൻ്റെ വിഭാഗങ്ങൾ ആന്ദോളന പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഒരു ആന്ദോളന മാധ്യമം, ഒന്നാമതായി, ചലിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഗതികോർജ്ജമുണ്ട്. രണ്ടാമതായി, തരംഗം സഞ്ചരിക്കുന്ന മാധ്യമം രൂപഭേദം വരുത്തിയതിനാൽ അതിന് സാധ്യതയുള്ള ഊർജ്ജമുണ്ട്. മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഉത്തേജിതമല്ലാത്ത ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതുമായി തരംഗ പ്രചരണം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് കാണാൻ എളുപ്പമാണ്. ഊർജ്ജ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയയെ വിശേഷിപ്പിക്കാൻ, പരിചയപ്പെടുത്തുക തരംഗ തീവ്രത ഐ.

ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൽ ഏത് ഘട്ടത്തിലും ആവേശഭരിതമായ വൈബ്രേഷനുകൾ കാലക്രമേണ അതിൻ്റെ ശേഷിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് അനുഭവം കാണിക്കുന്നു. അതിനാൽ, തടാകത്തിലെ ശാന്തമായ വെള്ളത്തിലേക്ക് എറിയുന്ന ഒരു കല്ലിൽ നിന്ന് തിരമാലകൾ വൃത്താകൃതിയിൽ പരന്നു, അത് ഒടുവിൽ കരയിൽ എത്തുന്നു. നെഞ്ചിനുള്ളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഹൃദയത്തിൻ്റെ വൈബ്രേഷനുകൾ കൈത്തണ്ടയിൽ അനുഭവപ്പെടാം, ഇത് പൾസ് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലിസ്റ്റുചെയ്ത ഉദാഹരണങ്ങൾ മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

• മെക്കാനിക്കൽ തരംഗം വിളിച്ചുഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൽ വൈബ്രേഷനുകൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ, അത് മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഒരു പോയിൻ്റിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾക്ക് ഒരു ശൂന്യതയിൽ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക.

ഒരു മെക്കാനിക്കൽ തരംഗത്തിൻ്റെ ഉറവിടം ഒരു ആന്ദോളന ശരീരമാണ്. ഉറവിടം sinusoidally ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നുവെങ്കിൽ, ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിലെ തരംഗത്തിന് ഒരു sinusoid ആകൃതി ഉണ്ടായിരിക്കും. ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൻ്റെ ഏത് സ്ഥലത്തും ഉണ്ടാകുന്ന വൈബ്രേഷനുകൾ മാധ്യമത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയും ഇലാസ്റ്റിക് ഗുണങ്ങളും അനുസരിച്ച് ഒരു നിശ്ചിത വേഗതയിൽ മാധ്യമത്തിൽ വ്യാപിക്കുന്നു.

തരംഗം പ്രചരിക്കുമ്പോൾ ഞങ്ങൾ അത് ഊന്നിപ്പറയുന്നു പദാർത്ഥ കൈമാറ്റം ഇല്ല, അതായത്, കണികകൾ സന്തുലിത സ്ഥാനങ്ങൾക്ക് സമീപം മാത്രമേ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നുള്ളൂ. ഒരു നീണ്ട കാലയളവിൽ സന്തുലിതാവസ്ഥയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കണങ്ങളുടെ ശരാശരി സ്ഥാനചലനം പൂജ്യമാണ്.

തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ

തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം.

• "വേവ് ഫ്രണ്ട്"- ഇതൊരു സാങ്കൽപ്പിക പ്രതലമാണ്, ഒരു നിശ്ചിത സമയത്ത് തരംഗ അസ്വസ്ഥത എത്തിയിരിക്കുന്നു.

• തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിൽ വേവ് ഫ്രണ്ടിലേക്ക് ലംബമായി വരച്ച ഒരു രേഖയെ വിളിക്കുന്നു ബീം.

ബീം തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

വേവ് ഫ്രണ്ടിൻ്റെ ആകൃതിയെ ആശ്രയിച്ച്, തലം, ഗോളാകൃതി മുതലായവ തരംഗങ്ങൾ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

IN വിമാന തരംഗംതരംഗ പ്രതലങ്ങൾ തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായ തലങ്ങളാണ്. ഒരു ഫ്ലാറ്റ് വടിയുടെ ആന്ദോളനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഫ്ലാറ്റ് ബാത്ത് ജലത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ വിമാന തരംഗങ്ങൾ ലഭിക്കും (ചിത്രം 1).

Mex-voln-1-01.swfഅരി. 1. ഫ്ലാഷ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക

IN ഗോളാകൃതിയിലുള്ള തരംഗംതരംഗ പ്രതലങ്ങൾ കേന്ദ്രീകൃത ഗോളങ്ങളാണ്. ഒരു ഏകതാനമായ ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൽ സ്പന്ദിക്കുന്ന ഒരു പന്ത് വഴി ഒരു ഗോളാകൃതിയിലുള്ള തരംഗം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. അത്തരമൊരു തരംഗം എല്ലാ ദിശകളിലും ഒരേ വേഗതയിൽ വ്യാപിക്കുന്നു. കിരണങ്ങൾ ഗോളങ്ങളുടെ ആരങ്ങളാണ് (ചിത്രം 2).

തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ:

• വ്യാപ്തി (എ) - ആന്ദോളനങ്ങളിൽ സന്തുലിത സ്ഥാനങ്ങളിൽ നിന്ന് മീഡിയത്തിൻ്റെ പോയിൻ്റുകളുടെ പരമാവധി സ്ഥാനചലനത്തിൻ്റെ മൊഡ്യൂൾ;

• കാലഘട്ടം (ടി) - സമ്പൂർണ്ണ ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ സമയം (മാധ്യമത്തിലെ പോയിൻ്റുകളുടെ ആന്ദോളന കാലയളവ് തരംഗ സ്രോതസ്സിൻ്റെ ആന്ദോളന കാലയളവിന് തുല്യമാണ്)

\(T=\dfrac(t)(N),\)

എവിടെ ടി- ഇടപാടുകൾ നടക്കുന്ന കാലയളവ് എൻമടി;

• ആവൃത്തി(ν) - ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് ഒരു നിശ്ചിത പോയിൻ്റിൽ നടത്തിയ സമ്പൂർണ്ണ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ എണ്ണം

\((\rm \nu) =\dfrac(N)(t).\)

തരംഗത്തിൻ്റെ ആവൃത്തി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഉറവിടത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന ആവൃത്തിയാണ്;

• വേഗത(υ) - തരംഗ ചിഹ്നത്തിൻ്റെ ചലന വേഗത (ഇത് കണങ്ങളുടെ വേഗതയല്ല!)

• തരംഗദൈർഘ്യം(λ) എന്നത് ഒരേ ഘട്ടത്തിൽ ആന്ദോളനം സംഭവിക്കുന്ന രണ്ട് പോയിൻ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ഏറ്റവും ചെറിയ ദൂരമാണ്, അതായത് ഉറവിടത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന കാലയളവിന് തുല്യമായ കാലയളവിൽ തരംഗങ്ങൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന ദൂരമാണിത്.

\(\lambda =\upsilon \cdot T.\)

തരംഗങ്ങളാൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തെ ചിത്രീകരിക്കാൻ, ആശയം ഉപയോഗിക്കുന്നു തരംഗ തീവ്രത (ഐ), ഊർജ്ജമായി നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത് ( ഡബ്ല്യു), ഓരോ യൂണിറ്റ് സമയത്തിനും തരംഗത്താൽ വഹിക്കുന്നു ( ടി= 1 c) വിസ്തൃതിയുടെ ഒരു ഉപരിതലത്തിലൂടെ എസ്= 1 മീ 2, തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു:

\(I=\dfrac(W)(S\cdot t).\)

മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, തരംഗ വ്യാപനത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ഒരു യൂണിറ്റ് ഏരിയ ഉപരിതലത്തിലൂടെ തരംഗങ്ങൾ വഹിക്കുന്ന ശക്തിയെ തീവ്രത പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. തീവ്രതയുടെ SI യൂണിറ്റ് ഒരു മീറ്ററിന് വാട്ട് ആണ് (1 W/m2).

യാത്രാ തരംഗ സമവാക്യം

ഒരു സൈക്ലിക് ഫ്രീക്വൻസി ω \(\left(\omega =2\pi \cdot \nu =\dfrac(2\pi )(T) \right)\) ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡിൽ സംഭവിക്കുന്ന തരംഗ സ്രോതസ്സിൻ്റെ ആന്ദോളനങ്ങൾ നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം. എ:

\(x(t)=A\cdot \sin \; (\omega \cdot t),\)

എവിടെ x(ടി) - സന്തുലിത സ്ഥാനത്ത് നിന്ന് ഉറവിടത്തിൻ്റെ സ്ഥാനചലനം.

മാധ്യമത്തിലെ ചില ഘട്ടങ്ങളിൽ, വൈബ്രേഷനുകൾ തൽക്ഷണം എത്തില്ല, പക്ഷേ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗതയും ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് നിരീക്ഷണ പോയിൻ്റിലേക്കുള്ള ദൂരവും നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഒരു കാലയളവിനുശേഷം. തന്നിരിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിലെ തരംഗ വേഗത υ ന് തുല്യമാണെങ്കിൽ, സമയ ആശ്രിതത്വം ടികോർഡിനേറ്റുകൾ (ഓഫ്സെറ്റ്) xഅകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ആന്ദോളനം ആർസമവാക്യം വിവരിച്ച ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന്

\(x(t,r) = A\cdot \sin \; \omega \cdot \left(t-\dfrac(r)(\upsilon ) \right)=A\cdot \sin \; \left(\omega \cdot t-k\cdot r \right), \;\;\; (1)\)

എവിടെ കെ-വേവ് നമ്പർ \(\left(k=\dfrac(\omega )(\upsilon ) = \dfrac(2\pi )(\lambda ) \right), \;\;\; \varphi =\omega \cdot t-k \cdot r\) - തരംഗ ഘട്ടം.

എക്സ്പ്രഷൻ (1) എന്ന് വിളിക്കുന്നു സഞ്ചരിക്കുന്ന തരംഗ സമവാക്യം.

ഇനിപ്പറയുന്ന പരീക്ഷണത്തിൽ ഒരു യാത്രാ തരംഗം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും: മിനുസമാർന്ന തിരശ്ചീനമായ മേശപ്പുറത്ത് കിടക്കുന്ന റബ്ബർ ചരടിൻ്റെ ഒരറ്റം ഉറപ്പിക്കുകയും നിങ്ങളുടെ കൈകൊണ്ട് ചരട് ചെറുതായി വലിക്കുകയും ചെയ്താൽ, രണ്ടാമത്തെ അറ്റം ലംബമായ ദിശയിൽ ആന്ദോളന ചലനത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരും. ചരട്, അപ്പോൾ ഒരു തിര അതിലൂടെ ഓടും.

രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങൾ

രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങളുണ്ട്.

• തരംഗത്തെ വിളിക്കുന്നു തിരശ്ചീനമായ, എങ്കിൽമാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകൾ തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ഒരു തലത്തിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു.

തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങളുടെ രൂപീകരണ പ്രക്രിയ നമുക്ക് കൂടുതൽ വിശദമായി പരിഗണിക്കാം. ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികളാൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പന്തുകളുടെ ഒരു ശൃംഖല (മെറ്റീരിയൽ പോയിൻ്റുകൾ) ഒരു യഥാർത്ഥ ചരടിൻ്റെ മാതൃകയായി നമുക്ക് എടുക്കാം (ചിത്രം 3, എ). ചിത്രം 3 ഒരു തിരശ്ചീന തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണ പ്രക്രിയയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ കാലയളവിൻ്റെ നാലിലൊന്ന് തുല്യമായ ഇടവേളകളിൽ പന്തുകളുടെ സ്ഥാനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

സമയത്തിൻ്റെ പ്രാരംഭ നിമിഷത്തിൽ \(\left(t_1 = 0 \right)\) എല്ലാ പോയിൻ്റുകളും ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥയിലാണ് (ചിത്രം 3, a). നിങ്ങൾ പന്ത് വഴിതിരിച്ചുവിടുകയാണെങ്കിൽ 1 സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് പന്തുകളുടെ മുഴുവൻ ശൃംഖലയിലേക്ക് ലംബമായി, തുടർന്ന് 2 -മത്തെ പന്ത് ഇലാസ്റ്റിക് ആയി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു 1 -th, അവൻ്റെ പിന്നാലെ നീങ്ങാൻ തുടങ്ങും. ചലനത്തിൻ്റെ നിഷ്ക്രിയത്വം കാരണം 2 -th പന്ത് ചലനങ്ങൾ ആവർത്തിക്കും 1 - കൊള്ളാം, പക്ഷേ ഒരു കാലതാമസത്തോടെ. പന്ത് 3 th, ഇലാസ്റ്റിക് ആയി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു 2 -th, പിന്നിലേക്ക് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങും 2 -ആം പന്ത്, പക്ഷേ അതിലും വലിയ കാലതാമസത്തോടെ.

കാലയളവിൻ്റെ നാലിലൊന്നിന് ശേഷം \(\left(t_2 = \dfrac(T)(4) \right)\) ആന്ദോളനങ്ങൾ ഇതിലേക്ക് വ്യാപിച്ചു 4 -ആം പന്ത്, 1 ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തിക്ക് തുല്യമായ പരമാവധി ദൂരത്തിൽ അതിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കാൻ പന്തിന് സമയമുണ്ടാകും. എ(ചിത്രം 3, ബി). പകുതി കാലയളവിനു ശേഷം \(\ഇടത്(t_3 = \dfrac(T)(2) \വലത്)\) 1 മത്തെ പന്ത്, താഴേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങും, 4 -th ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തിക്ക് തുല്യമായ ദൂരത്തിൽ സന്തുലിത സ്ഥാനത്ത് നിന്ന് വ്യതിചലിക്കും എ(ചിത്രം 3, സി). ഈ സമയത്ത് തിരമാല എത്തുന്നു 7 പന്ത് മുതലായവ.

കാലയളവിന് ശേഷം \(\ഇടത്(t_5 = T \right)\) 1 പൂർണ്ണമായ ആന്ദോളനം പൂർത്തിയാക്കിയ പന്ത് സന്തുലിതാവസ്ഥയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, കൂടാതെ ആന്ദോളന ചലനം വ്യാപിക്കും 13 -th പന്ത് (ചിത്രം 3, d). പിന്നെ ചലനങ്ങൾ 1 പന്ത് ആവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു, കൂടുതൽ കൂടുതൽ പന്തുകൾ ഓസിലേറ്ററി ചലനത്തിൽ പങ്കെടുക്കുന്നു (ചിത്രം 3, ഇ).

Mex-voln-1-06.swfഅരി. 6. ഫ്ലാഷ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക

രേഖാംശ തരംഗങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ വായുവിലും ദ്രാവകത്തിലും ഉള്ള ശബ്ദ തരംഗങ്ങളാണ്. വാതകങ്ങളിലും ദ്രാവകങ്ങളിലും ഇലാസ്റ്റിക് തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത് മീഡിയം കംപ്രസ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോഴോ അപൂർവ്വമായി മാറുമ്പോഴോ മാത്രമാണ്. അതിനാൽ, അത്തരം മാധ്യമങ്ങളിൽ രേഖാംശ തരംഗങ്ങൾ മാത്രമേ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ.

തരംഗങ്ങൾക്ക് മാധ്യമത്തിൽ മാത്രമല്ല, രണ്ട് മാധ്യമങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിലും പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഈ തരംഗങ്ങളെ വിളിക്കുന്നു ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾ. ഇത്തരത്തിലുള്ള തരംഗങ്ങളുടെ ഒരു ഉദാഹരണമാണ് ജലത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ അറിയപ്പെടുന്ന തരംഗങ്ങൾ.

സാഹിത്യം

1. അക്സെനോവിച്ച് L. A. സെക്കൻഡറി സ്കൂളിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രം: സിദ്ധാന്തം. ചുമതലകൾ. ടെസ്റ്റുകൾ: പാഠപുസ്തകം. പൊതു വിദ്യാഭ്യാസം നൽകുന്ന സ്ഥാപനങ്ങൾക്കുള്ള അലവൻസ്. പരിസ്ഥിതി, വിദ്യാഭ്യാസം / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; എഡ്. കെ എസ് ഫാരിനോ. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - pp. 424-428.
2. ഷിൽകോ, വി.വി. ഭൗതികശാസ്ത്രം: പാഠപുസ്തകം. പതിനൊന്നാം ക്ലാസ് പൊതുവിദ്യാഭ്യാസത്തിനുള്ള മാനുവൽ. സ്കൂൾ റഷ്യൻ ഭാഷയിൽ നിന്ന് ഭാഷ പരിശീലനം / വി.വി. ഷിൽക്കോ, എൽ.ജി. മാർക്കോവിച്ച്. - മിൻസ്ക്: നാർ. അസ്വേത, 2009. - പേജ്. 25-29.

1. മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾ, തരംഗ ആവൃത്തി. രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങൾ.

2. വേവ് ഫ്രണ്ട്. വേഗതയും തരംഗദൈർഘ്യവും.

3. പ്ലെയിൻ വേവ് സമവാക്യം.

4. തരംഗത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജ സവിശേഷതകൾ.

5. ചില പ്രത്യേക തരം തരംഗങ്ങൾ.

6. ഡോപ്ലർ ഇഫക്റ്റും വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ അതിൻ്റെ ഉപയോഗവും.

7. ഉപരിതല തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചാരണ സമയത്ത് അനിസോട്രോപി. ജൈവ കലകളിൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രഭാവം.

8. അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും.

9. ചുമതലകൾ.

2.1 മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾ, തരംഗ ആവൃത്തി. രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങൾ

ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൻ്റെ (ഖരമോ ദ്രാവകമോ വാതകമോ ആയ) ഏതെങ്കിലും സ്ഥലത്ത് അതിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ വൈബ്രേഷനുകൾ ആവേശഭരിതമാണെങ്കിൽ, കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം കാരണം, ഈ വൈബ്രേഷൻ ഒരു നിശ്ചിത വേഗതയിൽ ഒരു കണികയിൽ നിന്ന് കണികയിലേക്ക് മാധ്യമത്തിൽ വ്യാപിക്കാൻ തുടങ്ങും. വി.

ഉദാഹരണത്തിന്, ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന ശരീരം ഒരു ദ്രാവക അല്ലെങ്കിൽ വാതക മാധ്യമത്തിൽ സ്ഥാപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന ചലനം അതിനോട് ചേർന്നുള്ള മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടും. അവ, ആന്ദോളന ചലനത്തിലും മറ്റും അയൽ കണങ്ങളെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, മീഡിയത്തിൻ്റെ എല്ലാ പോയിൻ്റുകളും ഒരേ ആവൃത്തിയിൽ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, ശരീരത്തിൻ്റെ വൈബ്രേഷൻ്റെ ആവൃത്തിക്ക് തുല്യമാണ്. ഈ ആവൃത്തി എന്ന് വിളിക്കുന്നു തരംഗ ആവൃത്തി.

തരംഗംഒരു ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയത്തിൽ മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷനുകൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ്.

തരംഗ ആവൃത്തിതരംഗങ്ങൾ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ പോയിൻ്റുകളുടെ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയാണ്.

ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് മാധ്യമത്തിൻ്റെ പെരിഫറൽ ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് ആന്ദോളന ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതുമായി തരംഗം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അതേ സമയം, പരിസ്ഥിതിയിൽ ഉണ്ടാകുന്നു

ഇടത്തരം ഒരു ബിന്ദുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഒരു തരംഗത്താൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ആനുകാലിക വൈകല്യങ്ങൾ. മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകൾ തന്നെ തരംഗത്തിനൊപ്പം നീങ്ങുന്നില്ല, മറിച്ച് അവയുടെ സന്തുലിത സ്ഥാനങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, തരംഗ പ്രചരണം ദ്രവ്യ കൈമാറ്റത്തോടൊപ്പമല്ല.

ആവൃത്തി അനുസരിച്ച്, മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളെ വ്യത്യസ്ത ശ്രേണികളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, അവ പട്ടികയിൽ പട്ടികപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. 2.1

പട്ടിക 2.1.മെക്കാനിക്കൽ വേവ് സ്കെയിൽ

തരംഗ പ്രചാരണത്തിൻ്റെ ദിശയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കണികാ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ദിശയെ ആശ്രയിച്ച്, രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങൾ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

രേഖാംശ തരംഗങ്ങൾ- തരംഗങ്ങൾ, തരംഗങ്ങൾ പ്രചരിക്കുന്ന അതേ നേർരേഖയിലൂടെ മീഡിയത്തിൻ്റെ കണികകൾ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന സമയത്ത്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കംപ്രഷൻ്റെയും അപൂർവ്വഫലങ്ങളുടെയും മേഖലകൾ മാധ്യമത്തിൽ മാറിമാറി വരുന്നു.

രേഖാംശ മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം എല്ലാത്തിലുംമീഡിയ (ഖര, ദ്രാവക, വാതക).

തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങൾ- തരംഗങ്ങൾ, പ്രചരിക്കുന്ന സമയത്ത് കണങ്ങൾ തരംഗത്തിൻ്റെ വ്യാപനത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആനുകാലിക കത്രിക വൈകല്യങ്ങൾ മാധ്യമത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

ദ്രാവകങ്ങളിലും വാതകങ്ങളിലും, ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികൾ കംപ്രഷൻ സമയത്ത് മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ, കത്രിക സമയത്ത് ഉണ്ടാകില്ല, അതിനാൽ ഈ മാധ്യമങ്ങളിൽ തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നില്ല. ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള തരംഗങ്ങളാണ് അപവാദം.

2.2 വേവ് ഫ്രണ്ട്. വേഗതയും തരംഗദൈർഘ്യവും

പ്രകൃതിയിൽ, അനന്തമായ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളൊന്നുമില്ല, അതിനാൽ, മാധ്യമത്തിലെ ഒരു ഘട്ടത്തിൽ ബാഹ്യ സ്വാധീനം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒരു അസ്വസ്ഥത തൽക്ഷണം മറ്റൊരു പോയിൻ്റിൽ എത്തില്ല, കുറച്ച് സമയത്തിന് ശേഷം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, മീഡിയം രണ്ട് മേഖലകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: ആന്ദോളന ചലനത്തിൽ ഇതിനകം ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രദേശം, പോയിൻ്റുകൾ ഇപ്പോഴും സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു മേഖല. ഈ പ്രദേശങ്ങളെ വേർതിരിക്കുന്ന ഉപരിതലത്തെ വിളിക്കുന്നു വേവ് ഫ്രണ്ട്.

വേവ് ഫ്രണ്ട് -ഈ നിമിഷത്തിൽ ആന്ദോളനം (മാധ്യമത്തിൻ്റെ കുഴപ്പം) എത്തിയ ബിന്ദുക്കളുടെ ജ്യാമിതീയ സ്ഥാനം.

ഒരു തരംഗം പ്രചരിക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ മുൻഭാഗം ഒരു നിശ്ചിത വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു, അതിനെ തരംഗ വേഗത എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

തരംഗ വേഗത (v) അതിൻ്റെ മുൻഭാഗം നീങ്ങുന്ന വേഗതയാണ്.

തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത മീഡിയത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെയും തരംഗത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു: ഖര ശരീരത്തിലെ തിരശ്ചീനവും രേഖാംശവുമായ തരംഗങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത വേഗതയിൽ വ്യാപിക്കുന്നു.

എല്ലാ തരം തരംഗങ്ങളുടെയും വ്യാപനത്തിൻ്റെ വേഗത ഇനിപ്പറയുന്ന പദപ്രയോഗത്തിലൂടെ ദുർബലമായ തരംഗ ശോഷണത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയിൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

ഇവിടെ G എന്നത് ഇലാസ്തികതയുടെ ഫലപ്രദമായ മോഡുലസ് ആണ്, ρ എന്നത് മാധ്യമത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയാണ്.

ഒരു മാധ്യമത്തിലെ തരംഗത്തിൻ്റെ വേഗത തരംഗ പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ ചലന വേഗതയുമായി ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കരുത്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ശബ്ദ തരംഗം വായുവിൽ വ്യാപിക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി വൈബ്രേഷൻ വേഗത ഏകദേശം 10 സെ.

വേവ് ഫ്രണ്ടിൻ്റെ ആകൃതി തരംഗത്തിൻ്റെ ജ്യാമിതീയ തരം നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഈ അടിസ്ഥാനത്തിൽ തരംഗങ്ങളുടെ ഏറ്റവും ലളിതമായ തരം ഫ്ലാറ്റ്ഒപ്പം ഗോളാകൃതി.

ഫ്ലാറ്റ്ഒരു തരംഗമാണ്, അതിൻ്റെ മുൻഭാഗം പ്രചാരണത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായ ഒരു തലമാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, പിസ്റ്റൺ ആന്ദോളനം ചെയ്യുമ്പോൾ വാതകമുള്ള ഒരു അടച്ച പിസ്റ്റൺ സിലിണ്ടറിൽ വിമാന തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു.

വിമാന തരംഗത്തിൻ്റെ വ്യാപ്തി ഫലത്തിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു. തരംഗ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിനൊപ്പം അതിൻ്റെ ചെറിയ കുറവ് ദ്രാവക അല്ലെങ്കിൽ വാതക മാധ്യമത്തിൻ്റെ വിസ്കോസിറ്റിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഗോളാകൃതിമുൻവശത്ത് ഗോളാകൃതിയുള്ള ഒരു തരംഗത്തെ വിളിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഇത് ഒരു ദ്രാവക അല്ലെങ്കിൽ വാതക മാധ്യമത്തിൽ സ്പന്ദിക്കുന്ന ഗോളാകൃതിയിലുള്ള സ്രോതസ്സിനാൽ ഉണ്ടാകുന്ന തരംഗമാണ്.

ഒരു ഗോളാകൃതിയിലുള്ള തരംഗത്തിൻ്റെ വ്യാപ്തി സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിനനുസരിച്ച് ദൂരത്തിൻ്റെ ചതുരത്തിലേക്കുള്ള വിപരീത അനുപാതത്തിൽ കുറയുന്നു.

ഇടപെടൽ, വ്യതിചലനം തുടങ്ങിയ നിരവധി തരംഗ പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിവരിക്കാൻ, തരംഗദൈർഘ്യം എന്ന ഒരു പ്രത്യേക സ്വഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

തരംഗദൈർഘ്യം മീഡിയത്തിൻ്റെ കണികകളുടെ ആന്ദോളന കാലയളവിന് തുല്യമായ സമയത്ത് അതിൻ്റെ മുൻഭാഗം നീങ്ങുന്ന ദൂരമാണ്:

ഇവിടെ വി- തരംഗ വേഗത, ടി - ആന്ദോളന കാലയളവ്, ν - മീഡിയത്തിലെ പോയിൻ്റുകളുടെ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ആവൃത്തി, ω - ചാക്രിക ആവൃത്തി.

തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ വേഗത മീഡിയത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, തരംഗദൈർഘ്യം λ ഒരു പരിതസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ, ആവൃത്തി മാറുന്നു ν അതേപടി തുടരുന്നു.

തരംഗദൈർഘ്യത്തിൻ്റെ ഈ നിർവചനത്തിന് ഒരു പ്രധാന ജ്യാമിതീയ വ്യാഖ്യാനമുണ്ട്. നമുക്ക് ചിത്രം നോക്കാം. 2.1 എ, ഇത് ചില സമയങ്ങളിൽ മീഡിയത്തിലെ പോയിൻ്റുകളുടെ സ്ഥാനചലനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. വേവ് ഫ്രണ്ടിൻ്റെ സ്ഥാനം എ, ബി പോയിൻ്റുകളാൽ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

ഒരു ആന്ദോളന കാലയളവിന് തുല്യമായ ടി സമയത്തിന് ശേഷം, വേവ് ഫ്രണ്ട് നീങ്ങും. അതിൻ്റെ സ്ഥാനങ്ങൾ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 2.1, ബി പോയിൻ്റുകൾ എ 1, ബി 1. ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് തരംഗദൈർഘ്യം മനസ്സിലാക്കാം λ ഒരേ ഘട്ടത്തിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന അടുത്തുള്ള പോയിൻ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന് തുല്യമാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, രണ്ട് അടുത്തുള്ള മാക്സിമ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു അസ്വസ്ഥതയുടെ മിനിമ തമ്മിലുള്ള ദൂരം.

അരി. 2.1തരംഗദൈർഘ്യത്തിൻ്റെ ജ്യാമിതീയ വ്യാഖ്യാനം

2.3 വിമാന തരംഗ സമവാക്യം

പരിസ്ഥിതിയിൽ കാലാനുസൃതമായ ബാഹ്യ സ്വാധീനത്തിൻ്റെ ഫലമായി ഒരു തരംഗം ഉയർന്നുവരുന്നു. വിതരണം പരിഗണിക്കുക ഫ്ലാറ്റ്ഉറവിടത്തിൻ്റെ ഹാർമോണിക് ആന്ദോളനങ്ങളാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട തരംഗം:

ഇവിടെ x എന്നത് ഉറവിടത്തിൻ്റെ സ്ഥാനചലനമാണ്, A എന്നത് ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തിയാണ്, ω എന്നത് ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ആവൃത്തിയാണ്.

മാധ്യമത്തിലെ ഒരു നിശ്ചിത ബിന്ദു സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് ദൂരെ s അകലെയാണെങ്കിൽ, തരംഗ വേഗത തുല്യമാണ് v,അപ്പോൾ ഉറവിടം സൃഷ്ടിക്കുന്ന അസ്വസ്ഥത τ = s/v എന്നതിന് ശേഷം ഈ പോയിൻ്റിൽ എത്തും. അതിനാൽ, t എന്ന സമയത്തെ പ്രസ്തുത ബിന്ദുവിലെ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ഘട്ടം ആ സമയത്തെ ഉറവിടത്തിൻ്റെ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ഘട്ടത്തിന് തുല്യമായിരിക്കും. (t - s/v),ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തി പ്രായോഗികമായി മാറ്റമില്ലാതെ തുടരും. തൽഫലമായി, ഈ പോയിൻ്റിൻ്റെ ആന്ദോളനങ്ങൾ സമവാക്യത്താൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടും

ഇവിടെ നമ്മൾ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ആവൃത്തിക്കുള്ള സൂത്രവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു (ω = 2π/T) തരംഗദൈർഘ്യവും (λ = വിടി).

ഈ പദപ്രയോഗം യഥാർത്ഥ ഫോർമുലയിലേക്ക് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, നമുക്ക് ലഭിക്കും

എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും മാധ്യമത്തിലെ ഏതെങ്കിലും ബിന്ദുവിൻ്റെ സ്ഥാനചലനം നിർണ്ണയിക്കുന്ന സമവാക്യം (2.2) എന്ന് വിളിക്കുന്നു വിമാന തരംഗ സമവാക്യം.കോസൈനിനുള്ള വാദം മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് ആണ് φ = ωt - 2 π എസ് /λ - വിളിച്ചു തരംഗ ഘട്ടം.

2.4 തരംഗത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജ സവിശേഷതകൾ

തരംഗം പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിന് മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമുണ്ട്, അത് അതിൻ്റെ എല്ലാ കണങ്ങളുടെയും കമ്പന ചലനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ആകെത്തുകയാണ്. പിണ്ഡം m 0 ഉള്ള ഒരു കണത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം ഫോർമുല (1.21) പ്രകാരം കണ്ടെത്തുന്നു: E 0 = m 0 Α 2ω 2/2. മീഡിയത്തിൻ്റെ ഒരു യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിൽ n = അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു പി/m 0 കണങ്ങൾ (ρ - മാധ്യമത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത). അതിനാൽ, മീഡിയത്തിൻ്റെ ഒരു യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിന് ഊർജ്ജമുണ്ട് w р = nЕ 0 = ρ Α 2ω 2 /2.

വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത(\¥р) - അതിൻ്റെ വോള്യത്തിൻ്റെ ഒരു യൂണിറ്റിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ വൈബ്രേഷൻ ചലനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം:

ഇവിടെ ρ എന്നത് മാധ്യമത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയാണ്, A എന്നത് കണികാ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തിയാണ്, ω എന്നത് തരംഗത്തിൻ്റെ ആവൃത്തിയാണ്.

ഒരു തരംഗം പ്രചരിക്കുമ്പോൾ, ഉറവിടം നൽകുന്ന ഊർജ്ജം വിദൂര പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

ഊർജ്ജ കൈമാറ്റത്തെ അളവനുസരിച്ച് വിവരിക്കുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന അളവുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.

ഊർജ്ജ പ്രവാഹം(F) - ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് നൽകിയിരിക്കുന്ന പ്രതലത്തിലൂടെ ഒരു തരംഗത്തിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തിന് തുല്യമായ മൂല്യം:

തരംഗ തീവ്രതഅല്ലെങ്കിൽ എനർജി ഫ്ലക്സ് ഡെൻസിറ്റി (I) - തരംഗ വ്യാപനത്തിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി ഒരു യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലൂടെ ഒരു തരംഗത്തിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജ പ്രവാഹത്തിന് തുല്യമായ മൂല്യം:

ഒരു തരംഗത്തിൻ്റെ തീവ്രത അതിൻ്റെ വ്യാപനത്തിൻ്റെ വേഗതയുടെയും വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുടെയും ഫലത്തിന് തുല്യമാണെന്ന് കാണിക്കാം.

2.5 ചില പ്രത്യേക ഇനങ്ങൾ

തിരമാലകൾ

1. ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ.ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ പ്രചരിക്കുമ്പോൾ, കണികാ വൈബ്രേഷൻ്റെ വേഗത നിരവധി സെ.മീ/സെക്കിൽ കവിയരുത്, അതായത്. ഇത് തരംഗ വേഗതയേക്കാൾ നൂറുകണക്കിന് മടങ്ങ് കുറവാണ്. ശക്തമായ അസ്വസ്ഥതകളിൽ (സ്ഫോടനം, സൂപ്പർസോണിക് വേഗതയിൽ ശരീരങ്ങളുടെ ചലനം, ശക്തമായ വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ്), മാധ്യമത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന കണങ്ങളുടെ വേഗത ശബ്ദത്തിൻ്റെ വേഗതയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. ഇത് ഷോക്ക് വേവ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഒരു സ്ഫോടന സമയത്ത്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ചൂടാക്കിയ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ചുറ്റുമുള്ള വായുവിൻ്റെ നേർത്ത പാളി വികസിപ്പിക്കുകയും കംപ്രസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഷോക്ക് വേവ് -സൂപ്പർസോണിക് വേഗതയിൽ വ്യാപിക്കുന്ന ഒരു നേർത്ത സംക്രമണ മേഖല, അതിൽ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ചലനത്തിൻ്റെ മർദ്ദം, സാന്ദ്രത, വേഗത എന്നിവയിൽ പെട്ടെന്നുള്ള വർദ്ധനവ് ഉണ്ട്.

ഷോക്ക് തരംഗത്തിന് കാര്യമായ ഊർജ്ജം ഉണ്ടാകും. അങ്ങനെ, ഒരു ആണവ സ്ഫോടന സമയത്ത്, മൊത്തം സ്ഫോടന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ 50% പരിസ്ഥിതിയിൽ ഒരു ഷോക്ക് തരംഗത്തിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിനായി ചെലവഴിക്കുന്നു. ഷോക്ക് വേവ്, വസ്തുക്കളിൽ എത്തുന്നത്, നാശത്തിന് കാരണമാകും.

2. ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾ.തുടർച്ചയായ മാധ്യമങ്ങളിലെ ബോഡി തരംഗങ്ങൾക്കൊപ്പം, വിപുലമായ അതിരുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, വേവ്ഗൈഡുകളുടെ പങ്ക് വഹിക്കുന്ന അതിരുകൾക്ക് സമീപം പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. 19-ആം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ 90-കളിൽ ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡബ്ല്യു. സ്ട്രട്ട് (ലോർഡ് റെയ്‌ലി) കണ്ടെത്തിയ ദ്രാവകങ്ങളിലും ഇലാസ്റ്റിക് മീഡിയയിലും ഉള്ള ഉപരിതല തരംഗങ്ങളാണ് ഇവ. അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യത്തിൽ, റെയ്ലീ തരംഗങ്ങൾ അർദ്ധ-സ്ഥലത്തിൻ്റെ അതിർത്തിയിൽ വ്യാപിക്കുന്നു, തിരശ്ചീന ദിശയിൽ അതിവേഗം ക്ഷയിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾ താരതമ്യേന ഇടുങ്ങിയ ഉപരിതല പാളിയിൽ ഉപരിതലത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന അസ്വസ്ഥതകളുടെ ഊർജ്ജത്തെ പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കുന്നു.

ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾ -ശരീരത്തിൻ്റെ സ്വതന്ത്രമായ പ്രതലത്തിലൂടെയോ ശരീരത്തിൻ്റെ അതിർത്തിയിലൂടെയോ മറ്റ് മാധ്യമങ്ങളുമായി വ്യാപിക്കുകയും അതിർത്തിയിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിനനുസരിച്ച് വേഗത്തിൽ ദുർബലമാവുകയും ചെയ്യുന്ന തരംഗങ്ങൾ.

അത്തരം തരംഗങ്ങളുടെ ഉദാഹരണമാണ് ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലെ തരംഗങ്ങൾ (സീസ്മിക് തരംഗങ്ങൾ). ഉപരിതല തരംഗങ്ങളുടെ നുഴഞ്ഞുകയറ്റ ആഴം നിരവധി തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളാണ്. λ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് തുല്യമായ ആഴത്തിൽ, തരംഗത്തിൻ്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ഉപരിതലത്തിൽ അതിൻ്റെ വോള്യൂമെട്രിക് സാന്ദ്രതയുടെ ഏകദേശം 0.05 ആണ്. സ്ഥാനചലന വ്യാപ്തി ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിനനുസരിച്ച് വേഗത്തിൽ കുറയുകയും നിരവധി തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ആഴത്തിൽ പ്രായോഗികമായി അപ്രത്യക്ഷമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. സജീവ മാധ്യമങ്ങളിൽ ആവേശ തരംഗങ്ങൾ.

സജീവമായി ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന അല്ലെങ്കിൽ സജീവമായ പരിസ്ഥിതി എന്നത് ഒരു വലിയ സംഖ്യ ഘടകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു തുടർച്ചയായ പരിസ്ഥിതിയാണ്, അവയിൽ ഓരോന്നിനും ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ കരുതൽ ഉണ്ട്.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഓരോ മൂലകവും മൂന്ന് സംസ്ഥാനങ്ങളിൽ ഒന്നിൽ ആകാം: 1 - ആവേശം, 2 - റിഫ്രാക്റ്ററിനസ് (ആവേശത്തിനു ശേഷം ഒരു നിശ്ചിത സമയത്തേക്ക് നോൺ-എക്സൈറ്റബിലിറ്റി), 3 - വിശ്രമം. വിശ്രമാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മാത്രമേ ഘടകങ്ങൾക്ക് ആവേശം പകരാൻ കഴിയൂ. സജീവ മാധ്യമങ്ങളിലെ ആവേശ തരംഗങ്ങളെ ഓട്ടോവേവ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഓട്ടോവേവ്സ് -ഇവ ഒരു സജീവ മാധ്യമത്തിൽ സ്വയം നിലനിൽക്കുന്ന തരംഗങ്ങളാണ്, മാധ്യമത്തിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ കാരണം അവയുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ സ്ഥിരമായി നിലനിർത്തുന്നു.

ഒരു ഓട്ടോവേവിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ - കാലഘട്ടം, തരംഗദൈർഘ്യം, പ്രചരണ വേഗത, വ്യാപ്തി, ആകൃതി - ഒരു സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ മീഡിയത്തിൻ്റെ പ്രാദേശിക ഗുണങ്ങളെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, പ്രാരംഭ വ്യവസ്ഥകളെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല. പട്ടികയിൽ ഓട്ടോവേവുകളും സാധാരണ മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളും തമ്മിലുള്ള സമാനതകളും വ്യത്യാസങ്ങളും 2.2 കാണിക്കുന്നു.

സ്റ്റെപ്പിയിലെ തീ പടരുന്നതുമായി ഓട്ടോവേവുകളെ താരതമ്യം ചെയ്യാം. വിതരണം ചെയ്ത ഊർജ്ജ കരുതൽ (ഉണങ്ങിയ പുല്ല്) ഉള്ള ഒരു പ്രദേശത്ത് തീജ്വാല പടരുന്നു. ഓരോ തുടർന്നുള്ള മൂലകവും (പുല്ലിൻ്റെ ഉണങ്ങിയ ബ്ലേഡ്) മുമ്പത്തേതിൽ നിന്ന് കത്തിക്കുന്നു. അങ്ങനെ ഉത്തേജക തരംഗത്തിൻ്റെ മുൻഭാഗം (ജ്വാല) സജീവ മാധ്യമത്തിലൂടെ (ഉണങ്ങിയ പുല്ല്) വ്യാപിക്കുന്നു. രണ്ട് തീകൾ കണ്ടുമുട്ടുമ്പോൾ, ഊർജ്ജ കരുതൽ തീർന്നതിനാൽ തീജ്വാല അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നു - എല്ലാ പുല്ലും കത്തിനശിച്ചു.

നാഡി, പേശി നാരുകൾ എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം പ്രവർത്തന സാധ്യതകളുടെ പ്രചാരണത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാൻ സജീവ മാധ്യമങ്ങളിൽ ഓട്ടോവേവുകളുടെ പ്രചരണ പ്രക്രിയകളുടെ വിവരണം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പട്ടിക 2.2.ഓട്ടോവേവുകളുടെയും സാധാരണ മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളുടെയും താരതമ്യം

2.6 ഡോപ്ലർ ഫലവും വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ അതിൻ്റെ ഉപയോഗവും

ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഡോപ്ലർ (1803-1853) - ഓസ്ട്രിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ, ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞൻ, ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞൻ, ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ഫിസിക്കൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൻ്റെ ഡയറക്ടർ.

ഡോപ്ലർ പ്രഭാവംആന്ദോളനങ്ങളുടെ ഉറവിടത്തിൻ്റെയും നിരീക്ഷകൻ്റെയും ആപേക്ഷിക ചലനം കാരണം നിരീക്ഷകൻ മനസ്സിലാക്കുന്ന ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയിലെ മാറ്റം ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

അക്കോസ്റ്റിക്സിലും ഒപ്റ്റിക്സിലും പ്രഭാവം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

തരംഗത്തിൻ്റെ ഉറവിടവും റിസീവറും യഥാക്രമം v I, v P എന്നീ പ്രവേഗങ്ങളുള്ള ഒരേ നേർരേഖയിലൂടെ മാധ്യമവുമായി ആപേക്ഷികമായി നീങ്ങുമ്പോൾ ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം വിവരിക്കുന്ന ഒരു ഫോർമുല നമുക്ക് നേടാം. ഉറവിടംഅതിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ആവൃത്തി ν 0 ഉള്ള ഹാർമോണിക് ആന്ദോളനങ്ങൾ നടത്തുന്നു. ഈ ആന്ദോളനങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന തരംഗം ഒരു വേഗതയിൽ മാധ്യമത്തിലൂടെ പ്രചരിക്കുന്നു വി.ഈ കേസിൽ ഏത് ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ആവൃത്തി രേഖപ്പെടുത്തുമെന്ന് നമുക്ക് കണ്ടെത്താം റിസീവർ.

ഉറവിട ആന്ദോളനങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന അസ്വസ്ഥതകൾ മാധ്യമത്തിലൂടെ പ്രചരിക്കുകയും റിസീവറിലേക്ക് എത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. t 1 = 0 എന്ന സമയത്ത് ആരംഭിക്കുന്ന ഉറവിടത്തിൻ്റെ ഒരു പൂർണ്ണമായ ആന്ദോളനം പരിഗണിക്കുക

കൂടാതെ നിമിഷം അവസാനിക്കുന്നു t 2 = T 0 (T 0 എന്നത് ഉറവിടത്തിൻ്റെ ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ കാലഘട്ടമാണ്). ഈ സമയങ്ങളിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന പരിസ്ഥിതിയുടെ അസ്വസ്ഥതകൾ യഥാക്രമം t" 1, t" 2 എന്നീ നിമിഷങ്ങളിൽ റിസീവറിൽ എത്തിച്ചേരുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, റിസീവർ ഒരു കാലയളവും ആവൃത്തിയും ഉപയോഗിച്ച് ആന്ദോളനങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു:

ഉറവിടവും റിസീവറും നീങ്ങുമ്പോൾ കേസിനായി നമുക്ക് t" 1, t" 2 എന്നിവ കണ്ടെത്താം നേരെപരസ്പരം, അവയ്ക്കിടയിലുള്ള പ്രാരംഭ ദൂരം എസ് ന് തുല്യമാണ്. നിമിഷം t 2 = T 0 ഈ ദൂരം S - (v И + v П)T 0 (ചിത്രം 2.2) ആയി മാറും.

അരി. 2.2 t 1, t 2 നിമിഷങ്ങളിൽ ഉറവിടത്തിൻ്റെയും റിസീവറിൻ്റെയും ആപേക്ഷിക സ്ഥാനം

ഈ സൂത്രവാക്യം v, v p എന്നീ പ്രവേഗങ്ങൾ ഡയറക്‌സ് ചെയ്യുമ്പോൾ കേസിന് സാധുതയുള്ളതാണ് നേരെഅന്യോന്യം. പൊതുവേ, നീങ്ങുമ്പോൾ

സ്രോതസ്സും റിസീവറും ഒരു നേർരേഖയിൽ, ഡോപ്ലർ ഇഫക്റ്റിനുള്ള സൂത്രവാക്യം രൂപമെടുക്കുന്നു

സ്രോതസ്സിനായി, സ്പീഡ് v And എന്നത് റിസീവറിൻ്റെ ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ "+" ചിഹ്നം ഉപയോഗിച്ചും അല്ലാത്തപക്ഷം "-" ചിഹ്നം ഉപയോഗിച്ചും എടുക്കുന്നു. റിസീവറിന് - സമാനമായി (ചിത്രം 2.3).

അരി. 2.3തരംഗങ്ങളുടെ ഉറവിടത്തിൻ്റെയും റിസീവറിൻ്റെയും വേഗതയ്ക്കുള്ള അടയാളങ്ങളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്

വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ ഡോപ്ലർ ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക കേസ് നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം. അൾട്രാസൗണ്ട് ജനറേറ്റർ മാധ്യമവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് നിശ്ചലമായ ചില സാങ്കേതിക സംവിധാനങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ റിസീവറുമായി സംയോജിപ്പിക്കട്ടെ. ജനറേറ്റർ ഒരു ഫ്രീക്വൻസി ν 0 ഉപയോഗിച്ച് അൾട്രാസൗണ്ട് പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു വേഗതയിൽ മീഡിയത്തിൽ പ്രചരിപ്പിക്കുന്നു. നേരെഒരു നിശ്ചിത ശരീരം ഒരു സ്പീഡ് vt ഉള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിൽ നീങ്ങുന്നു. ആദ്യം സിസ്റ്റം റോൾ നിർവ്വഹിക്കുന്നു ഉറവിടം (v AND= 0), കൂടാതെ ശരീരം റിസീവറിൻ്റെ റോളാണ് (v Tl= വി ടി). തരംഗം പിന്നീട് വസ്തുവിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുകയും നിശ്ചലമായി സ്വീകരിക്കുന്ന ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് രേഖപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ v И = വി ടി,ഒപ്പം v p = 0.

സൂത്രവാക്യം (2.7) രണ്ടുതവണ പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, പുറത്തുവിടുന്ന സിഗ്നലിൻ്റെ പ്രതിഫലനത്തിന് ശേഷം സിസ്റ്റം റെക്കോർഡ് ചെയ്ത ഫ്രീക്വൻസിക്ക് ഞങ്ങൾ ഒരു ഫോർമുല നേടുന്നു:

ചെയ്തത് സമീപിക്കുന്നുപ്രതിഫലിച്ച സിഗ്നലിൻ്റെ സെൻസർ ആവൃത്തിയിലേക്ക് ഒബ്ജക്റ്റ് ചെയ്യുക വർദ്ധിക്കുന്നു,എപ്പോൾ എന്നും നീക്കം - കുറയുന്നു.

ഡോപ്ലർ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് അളക്കുന്നതിലൂടെ, ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് (2.8) നിങ്ങൾക്ക് പ്രതിഫലിക്കുന്ന ശരീരത്തിൻ്റെ ചലന വേഗത കണ്ടെത്താനാകും:

"+" ചിഹ്നം എമിറ്ററിലേക്കുള്ള ശരീരത്തിൻ്റെ ചലനവുമായി യോജിക്കുന്നു.

രക്തപ്രവാഹത്തിൻ്റെ വേഗത, ഹൃദയത്തിൻ്റെ വാൽവുകളുടെയും മതിലുകളുടെയും ചലനത്തിൻ്റെ വേഗത (ഡോപ്ലർ എക്കോകാർഡിയോഗ്രാഫി), മറ്റ് അവയവങ്ങൾ എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കാൻ ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. രക്തത്തിൻ്റെ വേഗത അളക്കുന്നതിനുള്ള അനുബന്ധ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ്റെ ഒരു ഡയഗ്രം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 2.4

അരി. 2.4രക്തത്തിൻ്റെ വേഗത അളക്കുന്നതിനുള്ള ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ ഡയഗ്രം: 1 - അൾട്രാസൗണ്ട് ഉറവിടം, 2 - അൾട്രാസൗണ്ട് റിസീവർ

ഇൻസ്റ്റാളേഷനിൽ രണ്ട് പീസോ ഇലക്ട്രിക് ക്രിസ്റ്റലുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവയിലൊന്ന് അൾട്രാസോണിക് വൈബ്രേഷനുകൾ (ഇൻവേഴ്സ് പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ്) സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തേത് രക്തത്താൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന അൾട്രാസൗണ്ട് (ഡയറക്ട് പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ്) സ്വീകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം. അൾട്രാസൗണ്ടിൻ്റെ പ്രതിബിംബം ഉപയോഗിച്ച് ധമനിയിലെ രക്തപ്രവാഹത്തിൻ്റെ വേഗത നിർണ്ണയിക്കുക (ν 0 = 100 kHz = 100,000 Hz, വി = 1500 m/s) ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ നിന്ന് ഒരു ഡോപ്ലർ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് സംഭവിക്കുന്നു ν ഡി = 40 Hz.

പരിഹാരം. ഫോർമുല (2.9) ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു:

v 0 = വി ഡി വി /2v 0 = 40x 1500/(2x 100,000) = 0.3 m/s.

2.7 ഉപരിതല തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചാരണ സമയത്ത് അനിസോട്രോപി. ജൈവ കലകളിൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

1. ഉപരിതല തരംഗ പ്രചരണത്തിൻ്റെ അനിസോട്രോപ്പി. 5-6 kHz ആവൃത്തിയിൽ ഉപരിതല തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ചർമ്മത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പഠിക്കുമ്പോൾ (അൾട്രാസൗണ്ടുമായി തെറ്റിദ്ധരിക്കരുത്), ചർമ്മത്തിൻ്റെ അക്കോസ്റ്റിക് അനിസോട്രോപ്പി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ശരീരത്തിൻ്റെ ലംബ (Y), തിരശ്ചീന (X) അക്ഷങ്ങൾക്കൊപ്പം - പരസ്പരം ലംബമായ ദിശകളിൽ ഒരു ഉപരിതല തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണ വേഗത വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയിൽ ഇത് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.

അക്കോസ്റ്റിക് അനിസോട്രോപ്പിയുടെ തീവ്രത കണക്കാക്കാൻ, മെക്കാനിക്കൽ അനിസോട്രോപ്പി കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

എവിടെ വി വൈ- ലംബ അക്ഷത്തിൽ വേഗത, v x- തിരശ്ചീന അക്ഷത്തിൽ.

അനിസോട്രോപ്പി കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് പോസിറ്റീവ് (K+) ആണെങ്കിൽ എടുക്കുന്നു വി വൈ> v xചെയ്തത് വി വൈ < v xഗുണകം നെഗറ്റീവ് ആയി എടുക്കുന്നു (K -). ചർമ്മത്തിലെ ഉപരിതല തരംഗങ്ങളുടെ വേഗതയുടെയും അനിസോട്രോപ്പിയുടെ അളവിൻ്റെയും സംഖ്യാ മൂല്യങ്ങൾ ചർമ്മത്തിൽ ഉൾപ്പെടെ വിവിധ ഇഫക്റ്റുകൾ വിലയിരുത്തുന്നതിനുള്ള വസ്തുനിഷ്ഠമായ മാനദണ്ഡമാണ്.

2. ജൈവ കലകളിൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രഭാവം.ബയോളജിക്കൽ ടിഷ്യൂകളിൽ (അവയവങ്ങൾ) സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്ന പല കേസുകളിലും, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു മൂർച്ചയുള്ള വസ്തു തലയിൽ അടിക്കുമ്പോൾ ഒരു ഷോക്ക് വേവ് സംഭവിക്കുന്നു. അതിനാൽ, സംരക്ഷണ ഹെൽമെറ്റുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, ഷോക്ക് തരംഗത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും മുൻവശത്തെ ആഘാതം സംഭവിക്കുമ്പോൾ തലയുടെ പിൻഭാഗം സംരക്ഷിക്കാനും ശ്രദ്ധിക്കുന്നു. ഹെൽമെറ്റിലെ ആന്തരിക ടേപ്പാണ് ഈ ലക്ഷ്യം നൽകുന്നത്, ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ വായുസഞ്ചാരത്തിന് മാത്രം ആവശ്യമാണെന്ന് തോന്നുന്നു.

ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള ലേസർ വികിരണത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ ടിഷ്യൂകളിൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു. പലപ്പോഴും ഇതിനുശേഷം, ചർമ്മത്തിൽ വടു (അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ്) മാറ്റങ്ങൾ വികസിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇത് കോസ്മെറ്റിക് നടപടിക്രമങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ ദോഷകരമായ ഫലങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന്, റേഡിയേഷൻ്റെയും ചർമ്മത്തിൻ്റെയും ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ കണക്കിലെടുത്ത്, എക്സ്പോഷറിൻ്റെ അളവ് മുൻകൂട്ടി കണക്കാക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

അരി. 2.5റേഡിയൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണം

റേഡിയൽ ഷോക്ക് വേവ് തെറാപ്പിയിൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചിത്രത്തിൽ. ആപ്ലിക്കേറ്ററിൽ നിന്നുള്ള റേഡിയൽ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണം ചിത്രം 2.5 കാണിക്കുന്നു.

ഒരു പ്രത്യേക കംപ്രസ്സർ ഘടിപ്പിച്ച ഉപകരണങ്ങളിൽ അത്തരം തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ന്യൂമാറ്റിക് രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് റേഡിയൽ ഷോക്ക് വേവ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. കംപ്രസ് ചെയ്ത വായുവിൻ്റെ നിയന്ത്രിത പൾസിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ മാനിപ്പുലേറ്ററിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പിസ്റ്റൺ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. മാനിപ്പുലേറ്ററിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ആപ്ലിക്കേറ്ററിൽ പിസ്റ്റൺ അടിക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ ഗതികോർജ്ജം ആഘാതം സംഭവിച്ച ശരീരത്തിൻ്റെ വിസ്തൃതിയുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആപ്ലിക്കേറ്ററിനും ചർമ്മത്തിനും ഇടയിലുള്ള വായു വിടവിലെ തരംഗങ്ങൾ സംപ്രേഷണം ചെയ്യുമ്പോൾ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഷോക്ക് തരംഗങ്ങളുടെ നല്ല ചാലകത ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും, ഒരു കോൺടാക്റ്റ് ജെൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് മോഡ്: ഫ്രീക്വൻസി 6-10 Hz, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് മർദ്ദം 250 kPa, ഓരോ സെഷനിലും പൾസുകളുടെ എണ്ണം - 2000 വരെ.

1. കപ്പലിൽ, ഒരു സൈറൺ ഓണാക്കി, മൂടൽമഞ്ഞിൽ സിഗ്നൽ നൽകുന്നു, t = 6.6 സെക്കൻഡിനുശേഷം ഒരു പ്രതിധ്വനി കേൾക്കുന്നു. പ്രതിഫലിക്കുന്ന ഉപരിതലം എത്ര അകലെയാണ്? വായുവിൽ ശബ്ദത്തിൻ്റെ വേഗത വി= 330 m/s.

പരിഹാരം

സമയം t, ശബ്ദം 2S ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്നു: 2S = vt →S = vt/2 = 1090 മീ. ഉത്തരം:എസ് = 1090 മീ.

2. 100,000 Hz സെൻസർ ഉപയോഗിച്ച് വവ്വാലുകൾക്ക് കണ്ടെത്താനാകുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വലുപ്പം എന്താണ്? 100,000 Hz ആവൃത്തി ഉപയോഗിച്ച് ഡോൾഫിനുകൾക്ക് കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വലുപ്പം എന്താണ്?

പരിഹാരം

ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അളവുകൾ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് തുല്യമാണ്:

λ 1= 330 m/s / 10 5 Hz = 3.3 mm. വവ്വാലുകൾ ഭക്ഷിക്കുന്ന പ്രാണികളുടെ ഏകദേശം വലിപ്പമാണിത്;

λ 2= 1500 m/s / 10 5 Hz = 1.5 cm. ഒരു ഡോൾഫിന് ഒരു ചെറിയ മത്സ്യത്തെ കണ്ടെത്താൻ കഴിയും.

ഉത്തരം:λ 1= 3.3 മില്ലീമീറ്റർ; λ 2= 1.5 സെ.മീ.

3. ആദ്യം, ഒരു വ്യക്തി മിന്നലിൻ്റെ ഒരു മിന്നൽ കാണുന്നു, 8 സെക്കൻഡിനുശേഷം അവൻ ഇടിമുഴക്കം കേൾക്കുന്നു. അവനിൽ നിന്ന് എത്ര അകലത്തിലാണ് മിന്നൽ മിന്നിയത്?

പരിഹാരം

S = v നക്ഷത്രം t = 330 x 8 = 2640 മീ. ഉത്തരം: 2640 മീ.

4. രണ്ട് ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾക്ക് ഒരേ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്, ഒന്നിന് മറ്റൊന്നിൻ്റെ ഇരട്ടി തരംഗദൈർഘ്യം ഉണ്ട്. ഏതാണ് കൂടുതൽ ഊർജ്ജം വഹിക്കുന്നത്? എത്ര തവണ?

പരിഹാരം

തരംഗത്തിൻ്റെ തീവ്രത ആവൃത്തിയുടെ ചതുരത്തിന് (2.6) നേരിട്ട് ആനുപാതികവും തരംഗദൈർഘ്യത്തിൻ്റെ ചതുരത്തിന് വിപരീത അനുപാതവുമാണ്. (ω = 2πv/λ ). ഉത്തരം:തരംഗദൈർഘ്യം കുറവുള്ള ഒന്ന്; 4 തവണ.

5. 262 ഹെർട്സ് ആവൃത്തിയുള്ള ഒരു ശബ്ദ തരംഗം 345 m/s വേഗതയിൽ വായുവിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. a) അതിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യം എന്താണ്? b) ബഹിരാകാശത്ത് ഒരു നിശ്ചിത ഘട്ടത്തിലെ ഘട്ടം 90° ആയി മാറാൻ എത്ര സമയമെടുക്കും? c) 6.4 സെൻ്റീമീറ്റർ അകലത്തിലുള്ള പോയിൻ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ഘട്ട വ്യത്യാസം (ഡിഗ്രിയിൽ) എന്താണ്?

പരിഹാരം

എ) λ = വി /ν = 345/262 = 1.32 മീറ്റർ;

വി) Δφ = 360°s/λ= 360 x 0.064/1.32 = 17.5°. ഉത്തരം:എ) λ = 1.32 മീറ്റർ; b) t = T/4; വി) Δφ = 17.5°.

6. വായുവിലെ അൾട്രാസൗണ്ടിൻ്റെ വ്യാപന വേഗത അറിയാമെങ്കിൽ അതിൻ്റെ ഉയർന്ന പരിധി (ആവൃത്തി) കണക്കാക്കുക വി= 330 m/s. വായു തന്മാത്രകൾക്ക് d = 10 -10 m എന്ന ക്രമത്തിൻ്റെ വലിപ്പമുണ്ടെന്ന് കരുതുക.

പരിഹാരം

വായുവിൽ, ഒരു മെക്കാനിക്കൽ തരംഗത്തിന് രേഖാംശമാണ്, തരംഗദൈർഘ്യം തന്മാത്രകളുടെ ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള രണ്ട് സാന്ദ്രതകൾ (അല്ലെങ്കിൽ അപൂർവ്വമായി) തമ്മിലുള്ള ദൂരവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. കണ്ടൻസേഷനുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ഒരു തരത്തിലും തന്മാത്രകളുടെ വലിപ്പത്തേക്കാൾ കുറവായിരിക്കാൻ പാടില്ലാത്തതിനാൽ, d = λ. ഈ പരിഗണനകളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് ν = വി /λ = 3,3x 10 12 Hz. ഉത്തരം:ν = 3,3x 10 12 Hz.

7. v 1 = 20 m/s, v 2 = 10 m/s എന്നീ വേഗതയിൽ രണ്ട് കാറുകൾ പരസ്പരം നീങ്ങുന്നു. ആദ്യത്തെ യന്ത്രം ഒരു ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു സിഗ്നൽ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു ν 0 = 800 Hz. ശബ്ദ വേഗത വി= 340 m/s. രണ്ടാമത്തെ കാറിൻ്റെ ഡ്രൈവർ എന്ത് ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ കേൾക്കും: a) കാറുകൾ കണ്ടുമുട്ടുന്നതിന് മുമ്പ്; b) കാറുകൾ കണ്ടുമുട്ടിയതിന് ശേഷം?

8. ഒരു ട്രെയിൻ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ വിസിലിൻ്റെ ആവൃത്തി ν 1 = 1000 Hz (അത് സമീപിക്കുമ്പോൾ) ν 2 = 800 Hz (ട്രെയിൻ നീങ്ങുമ്പോൾ) ആയി മാറുന്നത് നിങ്ങൾ കേൾക്കുന്നു. ട്രെയിനിൻ്റെ വേഗത എത്രയാണ്?

പരിഹാരം

ഈ പ്രശ്നം മുമ്പത്തേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, ശബ്ദ സ്രോതസ്സ് - ട്രെയിനിൻ്റെ - വേഗത നമുക്ക് അറിയില്ല, അതിൻ്റെ സിഗ്നലിൻ്റെ ആവൃത്തി ν 0 അജ്ഞാതമാണ്. അതിനാൽ, രണ്ട് അജ്ഞാതങ്ങളുള്ള സമവാക്യങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റം നമുക്ക് ലഭിക്കും:

പരിഹാരം

അനുവദിക്കുക വി- കാറ്റിൻ്റെ വേഗത, അത് ഒരു വ്യക്തിയിൽ നിന്ന് (റിസീവർ) ശബ്ദ സ്രോതസ്സിലേക്ക് വീശുന്നു. അവ ഭൂമിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ നിശ്ചലമാണ്, പക്ഷേ വായുവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവ രണ്ടും u വേഗതയിൽ വലത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നു.

ഫോർമുല (2.7) ഉപയോഗിച്ച് നമുക്ക് ശബ്ദ ആവൃത്തി ലഭിക്കും. ഒരു വ്യക്തി തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഇത് മാറ്റമില്ല:

ഉത്തരം:ആവൃത്തി മാറില്ല.

മെക്കാനിക്കൽതരംഗംഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ, ചില ഇലാസ്റ്റിക് മാധ്യമങ്ങളിൽ ദ്രവ്യം കടത്തിവിടാതെ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന ശരീരത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം ഒരു ബിന്ദുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന അസ്വസ്ഥതകളുടെ വ്യാപനത്തിൻ്റെ പ്രതിഭാസമാണിത്.

തന്മാത്രകൾ (ദ്രാവകം, വാതകം അല്ലെങ്കിൽ ഖരം) തമ്മിലുള്ള ഇലാസ്റ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനം ഉള്ള ഒരു മാധ്യമം മെക്കാനിക്കൽ അസ്വസ്ഥതകൾ ഉണ്ടാകുന്നതിന് ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം കൂട്ടിയിടിച്ച് ഊർജ്ജം കൈമാറുമ്പോൾ മാത്രമേ അവ സാധ്യമാകൂ. അത്തരം അസ്വാസ്ഥ്യങ്ങളുടെ ഒരു ഉദാഹരണമാണ് ശബ്ദം (അക്കോസ്റ്റിക് തരംഗം). ശബ്ദത്തിന് വായുവിലോ ജലത്തിലോ ഖരരൂപത്തിലോ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയും, പക്ഷേ ശൂന്യതയിലല്ല.

ഒരു മെക്കാനിക്കൽ തരംഗം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, ചില പ്രാരംഭ ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്, അത് ഇടത്തരം അതിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് പുറത്തെടുക്കും. ഈ ഊർജ്ജം പിന്നീട് തരംഗത്തിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടും. ഉദാഹരണത്തിന്, ചെറിയ അളവിൽ വെള്ളത്തിലേക്ക് എറിയുന്ന ഒരു കല്ല് ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു തരംഗത്തെ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉച്ചത്തിലുള്ള നിലവിളി ഒരു ശബ്ദ തരംഗം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രധാന തരം:

• ശബ്ദം;
• ജലത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ;
• ഭൂകമ്പങ്ങൾ;
• ഭൂകമ്പ തരംഗങ്ങൾ.

മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾക്ക് എല്ലാ ഓസിലേറ്ററി ചലനങ്ങളെയും പോലെ കൊടുമുടികളും താഴ്വരകളും ഉണ്ട്. അവയുടെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

• ആവൃത്തി. ഒരു സെക്കൻഡിൽ സംഭവിക്കുന്ന വൈബ്രേഷനുകളുടെ എണ്ണമാണിത്. SI യൂണിറ്റുകൾ: [ν] = [Hz] = [s -1 ].
• തരംഗദൈർഘ്യം. അടുത്തുള്ള കൊടുമുടികൾ അല്ലെങ്കിൽ താഴ്വരകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം. [λ] = [മീറ്റർ].
• വ്യാപ്തി. സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മാധ്യമത്തിലെ ഒരു ബിന്ദുവിൻ്റെ ഏറ്റവും വലിയ വ്യതിയാനം. [X max] = [m].
• വേഗത. ഒരു തരംഗം ഒരു സെക്കൻഡിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരമാണിത്. [V] = [m/s].

തരംഗദൈർഘ്യം

ഒരേ ഘട്ടങ്ങളിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന പരസ്പരം ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള പോയിൻ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരമാണ് തരംഗദൈർഘ്യം.

തിരമാലകൾ ബഹിരാകാശത്ത് വ്യാപിക്കുന്നു. അവരുടെ പ്രചരണത്തിൻ്റെ ദിശയെ വിളിക്കുന്നു ബീംകൂടാതെ തരംഗ പ്രതലത്തിന് ലംബമായ ഒരു രേഖയാൽ നിയുക്തമാക്കിയിരിക്കുന്നു. അവയുടെ വേഗത ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

തരംഗ പ്രതലത്തിൻ്റെ അതിർത്തി, ഇതിനകം ആന്ദോളനങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഭാഗത്തെ, ആന്ദോളനങ്ങൾ ഇതുവരെ ആരംഭിച്ചിട്ടില്ലാത്ത മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഭാഗത്ത് നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്നു - തരംഗംമുന്നിൽ.

രേഖാംശവും തിരശ്ചീനവുമായ തരംഗങ്ങൾ

മെക്കാനിക്കൽ തരം തരംഗങ്ങളെ തരംതിരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം, തരംഗത്തിലെ മാധ്യമത്തിൻ്റെ വ്യക്തിഗത കണങ്ങളുടെ ചലനത്തിൻ്റെ ദിശ നിർണ്ണയിക്കുക എന്നതാണ്.

തരംഗങ്ങളിലെ കണങ്ങളുടെ ചലനത്തിൻ്റെ ദിശയെ ആശ്രയിച്ച്, ഇവയുണ്ട്:

1. തിരശ്ചീനതിരമാലകൾ.ഇത്തരത്തിലുള്ള തരംഗത്തിലെ മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകൾ തരംഗ ബീമിലേക്ക് വലത് കോണിൽ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. ഒരു കുളത്തിലെ അലകളോ ഗിറ്റാറിൻ്റെ വൈബ്രേറ്റിംഗ് സ്ട്രിംഗുകളോ തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ സഹായിക്കും. ഇത്തരത്തിലുള്ള വൈബ്രേഷന് ഒരു ദ്രാവക അല്ലെങ്കിൽ വാതക മാധ്യമത്തിൽ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഈ മാധ്യമങ്ങളുടെ കണികകൾ താറുമാറായി നീങ്ങുന്നു, കൂടാതെ തരംഗത്തിൻ്റെ പ്രചരണ ദിശയിലേക്ക് ലംബമായി അവയുടെ ചലനം സംഘടിപ്പിക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്. തിരശ്ചീന തരംഗങ്ങൾ രേഖാംശങ്ങളേക്കാൾ വളരെ സാവധാനത്തിൽ നീങ്ങുന്നു.
2. രേഖാംശംതിരമാലകൾ.തരംഗം വ്യാപിക്കുന്ന അതേ ദിശയിൽ മാധ്യമത്തിൻ്റെ കണികകൾ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള ചില തരംഗങ്ങളെ കംപ്രഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കംപ്രഷൻ തരംഗങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു സ്പ്രിംഗിൻ്റെ രേഖാംശ ആന്ദോളനങ്ങൾ - ആനുകാലിക കംപ്രഷനും വിപുലീകരണവും - അത്തരം തരംഗങ്ങളുടെ നല്ല ദൃശ്യവൽക്കരണം നൽകുന്നു. രേഖാംശ തരംഗങ്ങളാണ് ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾ. വായുവിലെ ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ, സുനാമികൾ, അൾട്രാസൗണ്ട് എന്നിവ രേഖാംശമാണ്. ഭൂഗർഭത്തിലും വെള്ളത്തിലും വ്യാപിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക തരം ഭൂകമ്പ തരംഗങ്ങൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.