Что такое волновая поверхность
Волновая поверхность
Волновая поверхность — геометрическое место точек, испытывающих возмущение обобщенной координаты в одинаковой фазе. Если источником волны является точка, то волновые поверхности в однородном и изотропном пространстве представляют собой концентрические сферы.
Содержание
Типы волновых поверхностей (на примере света)
Фронт волны
Фронт волны — геометрическое место точек, до которого к некоторому моменту времени дошёл колебательный процесс. Фронт волны — частный случай волновой поверхности.
Книги
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Волновая поверхность» в других словарях:
волновая поверхность — поверхность световой волны Поверхность, во всех точках которой световые колебания имеют одну и ту же фазу. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.]… … Справочник технического переводчика
волновая поверхность — bangos paviršius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. wave surface vok. Wellenfläche, f rus. волновая поверхность, f pranc. surface d’onde, f … Fizikos terminų žodynas
Волновая оптика в природе — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Содержание … Википедия
ПОВЕРХНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ — (ППЭ), потенциальная ф ция (потенциал) взаимодействия атомных ядер в изолир. молекуле или хим. системе, состоящей из взаимодействующих атомов и (или) молекул. Система, содержащая Nатомов, в общем случае имеет z Ч3N Ч6 внутр. степеней свободы … Химическая энциклопедия
БАЗА ВОЛНОВАЯ — Johnson, 1919, гипотетическая подводная выровненная поверхность, которая может образоваться при неограниченной абразии, способной срезать остров и целый материк до глубины максимального воздействия океанских волн (до 50 100 м). По совр.… … Геологическая энциклопедия
Микро-волновая печь — Микроволновая СВЧ печь Микроволновая печь бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, а также для размораживания продуктов. Работает на частоте 2450 МГц. В отличие от других устройств (например … Википедия
Волна — У этого термина существуют и другие значения, см. Волна (значения). Волна изменение состояния среды или физического поля (возмущение), распространяющееся либо колеблющееся в пространстве и времени или в фазовом пространстве. Другими словами,… … Википедия
Черенкова-Вавилова излучение — Черенкова Вавилова эффект, излучение света электрически заряженной частицей, возникающее при её движении в среде со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде (скорость распространения световых волн). Обнаружено в 1934 П.… … Большая советская энциклопедия
Кристаллооптика — пограничная область оптики и кристаллофизики, охватывающая изучение законов распространения света в кристаллах. Характерными для кристаллов явлениями, изучаемыми К., являются: Двойное лучепреломление, Поляризация света, Вращение плоскости … Большая советская энциклопедия
Фронт волны, волновые поверхности (общие понятия)
Процесс распространения ультразвука в пространстве является волновым. Распространяясь от источника колебаний, волновой процесс охватывает все новые и новые части пространства.
Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется фронтом волны. Также можно дать другое определение, фронт волны – это совокупность точек, колеблющихся в одной фазе, до которых в данный момент времени дошел волновой процесс. Фронт волны представляет собой ту поверхность, которая отделяет часть пространства, уже вовлеченную в волновой процесс, от области, в которой колебания еще не возникли. Фронт волны один, и он движется со скоростью волны. Можно сказать, что фронт волны – это самая дальняя от источника колебаний в данный момент времени волновая поверхность (рисунок 12).
Очевидно, что фронт волны является частным случаем волновой поверхности. В случае синусоидальных волн фронт — одна из волновых поверхностей.
Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Также можно дать другое определение, волновая поверхность – поверхность, проведенная через равновесные положения частиц среды, совершающих колебания в одинаковой фазе. Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства, охваченного волновым процессом. Следовательно, волновых поверхностей существует бесконечное множество, в то время как волновой фронт каждый момент времени только один.
Таким образом, волновые поверхности остаются неподвижными, а волновой фронт все время перемещается. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы. Соответственно волна в этих случаях называется плоской или сферической (излучаемой точечным источником в изотропной среде, причем размер излучателя меньше длины волны). Линия, перпендикулярная волновой поверхности называется лучом. Луч указывает направление распространения волны.
Что такое волновая поверхность
Что называется волновой поверхностью?
поверхности волны, точки которых колеблются в одинаковых фазах
Савельев И.В, т.2, стр. 276
Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства, охваченного волновым процессом. Следовательно, волновых поверхностей существует бесконечное множество, в то время как волновой фронт в каждый момент времени только один. Волновые поверхности остаются неподвижными. Волновой фронт всё время перемещается.
Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы. Соответственно волна в этих случаях называется плоской или сферической. В плоской волне волновые поверхности представляют собой множество параллельных друг другу плоскостей, в сферической волне – множество концентрических сфер.
Трофимова Т.И. Курс физики, 2001 г., стр. 222
Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Волновых поверхностей можно провести бесчисленное множество, а волновой фронт в каждый момент времени — один. Волновой фронт также является волновой поверхностью. Волновые поверхности могут быть любой формы, а в простейшем случае они представляют собой совокупность плоскостей, параллельных друг другу, или совокупность концентрических сфер. Соответственно волна называется плоской или сферической.
§ 4.8. Волны в среде
В резиновом шнуре, струне или стержне волны могут бежать только в двух противоположных направлениях, вдоль них.
Если же газ, жидкость или твердое тело заполняет некоторую область пространства (сплошная среда), то возникшие в одном месте колебания распространяются по всем направлениям. При этом общая картина распространения волн остается прежней, но имеются и некоторые особенности.
Волна при своем распространении от какого-либо источника в сплошной среде постепенно захватывает все большие и большие области пространства. Это хорошо видно, если наблюдать за круговыми волнами на поверхности воды от брошенного камня. Энергия, которую несут с собой волны от источника, с течением времени распределяется по все большей и большей поверхности. Поэтому энергия, переносимая через данную площадку за данный промежуток времени, уменьшается по мере удаления от источника. Следовательно, и амплитуда колебаний уменьшается по мере удаления от источника. Ведь энергия колеблющегося тела пропорциональна квадрату амплитуды (см. § 1.7). Это справедливо для колебаний не только груза на пружине и маятника, но и любой частицы среды.
Таким образом, амплитуда волны в среде по мере удаления ее от источника всегда уменьшается, даже если механическая энергия не превращается во внутреннюю за счет действия в среде сил трения.
Плоская волна
Исключение составляет так называемая плоская волна. Такую волну можно получить, если поместить в упругую среду пластину и заставить ее колебаться в направлении нормали к пластине. Все точки среды, примыкающие к пластине, будут совершать колебания с одинаковыми амплитудами и в одной и той же фазе. Эти колебания будут распространяться в виде волн в направлении нормали к пластине. Причем все частицы среды, лежащие в плоскости, параллельной пластине, будут колебаться в одной фазе.
Волновая поверхность, луч и волновой фронт
Поверхности равной фазы называют волновыми поверхностями. В случае плоской волны волновые поверхности представляют собой плоскости (рис. 4.21). Реальная волна может считаться плоской лишь приближенно (на краях волновые поверхности искривляются). Уравнение бегущей плоской гармонической волны будет точно таким же, как и уравнение (4.5.3) или (4.5.7) для волны на резиновом шнуре:
Линии, нормальные к волновой поверхности, называются лучами. Под направлением распространения волн понимают направление лучей. Лучи для плоских волн представляют собой параллельные прямые. Вдоль лучей происходит перенос энергии.
При распространении плоской волны размеры волновых поверхностей по мере удаления от пластины не меняются (или почти не меняются). Поэтому энергия волны не рассеивается в пространстве, и амплитуда колебаний уменьшается только за счет действия сил трения.
Распространяясь от источника, любая волна проникает во все более удаленные области пространства. В каждый момент времени можно указать поверхность, отделяющую область пространства, в которой уже существует волновой процесс, от остальной, невозмущенной области. Эта движущаяся пограничная поверхность называется фронтом волны. Иначе говоря, волновой фронт — это поверхность, до которой дошли колебания к данному моменту времени. Волновой фронт является частным случаем волновой поверхности.
На поверхности воды легко получить волны, которые дают наглядное представление о плоских волнах в пространстве. Для этого нужно стержень, слегка касающийся поверхности воды, заставить колебаться в направлении, перпендикулярном поверхности воды. Все частицы воды, находящиеся на прямой, параллельной стержню, будут колебаться в одной фазе (рис. 4.22).
Что такое волновая поверхность?
Волновая поверхность — геометрическое место точек, испытывающих возмущение обобщенной координаты в одинаковой фазе. Если источником волны является точка, то волновые поверхности в однородном и изотропном пространстве представляют собой концентрические сферы.
Какая особенность наблюдается в поведении волн при их дифракции?
Отклонение волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Из-за дифракции волны огибают препятствия, проникая в область геометрической тени.
Возникает при любом( амплитудном или фазовом) локальном нарушении волнового фронта
При каких условиях наблюдается дифракция Френеля?
При каких условиях наблюдается дифракция Фраунгофера?
Если источник света и точка наблюдения расположены от препятствия настолько далеко, что лучи, падающие на препятствие, и лучи, идущие в точку наблюдения, образуют практически параллельные пучки, говорят о дифракции Фраунгофера или дифракции в параллельных пучках. В противном случае, говорят о дифракции Френеля или дифракции в сходящихся пучках.
Как делится на зоны Френеля волновая поверхность?
Разделим поверхность волны S на кольцевые зоны, для этого проведем из точки Р сферы радиусом Ро,
Ра=РО+λ/2, Рв=Ра+ λ/2=РО+ 2λ/2, Рс=Рв+ λ/2=РО+3 λ/2
(О-точка пересечения поверхности волны с линией PQ)
Кольцеобразные участки поверхности волны «вырезаемые» из нее этими сферами, и называются зонами Френеля
Разность хода любых двух соседних лучей от их источников до некоторой нормали АВ к лучам(волновой поверхности дифрагированного пучка света) должна равняться половине длины волны света: Ʌ= λ/2
Как соотносятся по фазе колебания в точках, расположенных в соседних зонах Френеля?
Колеблются в противофазе
Как соотносятся по фазе колебания, возбужденные в точке наблюдения волнами, пришедшими от соседних зон Френеля?
В противофазе гасят друг друга
Как с помощью метода зон Френеля вычисляют амплитуду колебаний, возбужденных в точке наблюдения полностью открытой сферической волновой поверхностью?
ОМ1-результирующее колебание, обусловленное действием одной центральной зоны.
М1М2 направлено противоположно ОМ1, но немного меньше его по модулю, поэтому их сумма не будет точным нулем, а даст небольшой суммарный вектор ОМ2.
Колебание в точке, обусловленное действием всего волнового фронта, совпадает по фазе с колебанием, которое могла бы создать центральная зона, а его амплитуда создает примерно половину амплитуды этого колебания.