Вопросы и задания для самоконтроля
1. Определите, какую
волну – продольную или поперечную –
описывает уравнение
?
2. Что такое фазовая скорость волны? Напишите выражения для фазовой скорости волны.
3. Упругая волна переходит из среды, в которой фазовая скорость равна V в среду, в которой фазовая скорость в два раза больше. Определите, что при этом происходит с длиной волны и частотой?
4. Вдоль оси х распространяется плоская волна с длиной . Определите наименьшее расстояние между точками среды, в которых колебания совершаются в противофазе.
5. На рис.4 показана «моментальная фотография» смещений частиц среды, в которой распространяется вдоль оси х упругая волна. Укажите направления скоростей частиц в точках А, В и С в случае: а) продольной волны; б) поперечной волны.
6. На рис.4 показана «моментальная фотография» смещений частиц среды, в которой распространяется вдоль оси х упругая волна. Укажите точки, в которых деформация среды: а) равна нулю; б) принимает максимальное значение. Укажите точки, в которых скорость смещения частиц среды: а) максимальна; б) минимальна.
7. В бегущей поперечной волне, показанной на рис.5, частица С имеет направление скорости, указанное на рисунке. Определите: а) какое направление скорости будут иметь частицы А и D в этот момент; б) в каком направлении распространяется волна?
8. Совпадают ли дисперсионные соотношения для бегущих и стоячих волн?
9. Наблюдается ли дисперсия звуковых волн?
10. Что такое волновой пакет?
11. Что такое групповая скорость? Напишите выражение для групповой скорости волн.
12. Морские волны, приближаясь к наклонному берегу, увеличивают свою высоту в несколько раз, а на них образуются пенистые гребни. Объясните это явление.
13. На рис.6 а), б), в) показаны направления скоростей двух точек волны. Определите, какие это волны?
14. Вдоль упругого шнура распространяется поперечная волна со скоростью 15 м/с. Период колебаний точек шнура Т = 1,2 с, амплитуда колебаний А = 0,02 м. Определите длину волны, фазу и смещение точки, отстоящей на расстоянии 45 м от источника волн в момент времени t =- 4 с.
15. Волна распространяется от источника колебаний вдоль прямой. Смещение точки для момента времени 0,5 Т составляет 5 см. Точка удалена от источника колебаний на расстояние /3. Определите амплитуду колебаний.
16. Волны распространяются вдоль шнура со скоростью 3 м/с при частоте 2 Гц. Чему равна разность фаз колебаний двух точек шнура, находящихся на расстоянии 75 см друг от друга?
17. Скорость звука в воде равна 1450 м/с. Определите расстояние между точками, совершающими колебания в противофазах, если частота колебаний 725 Гц.
18. Мимо неподвижного наблюдателя за 10 с прошло 4 гребня волны. Определите период колебаний частиц среды.
19. Разность хода двух когерентных волн с равными амплитудами колебаний равна 15 см, а длина волны 10 см. Определите, каков результат интерференции этих волн?
20. Расстояние между первым и четвёртым узлами стоячей волны равно 24 см. Определите длину бегущей волны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 2001, Гл.19, §157.
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000, Гл.29, §§29.1-29.3.