Энергия механической волны

Скорость точек волны . Тогда кинетическая энергия колеблющейся точки , а плотность кинетической энергии , где V – объём, занимаемый рассматриваемой частью волны, а - плотность среды до волнового возмущения.

Рассмотрим волны на струне. Согласно закону Гука, , где  - механическое напряжение, E – модель Юнга и  - относительное удлинение струны. Тогда , где l – длина стержня. Изменение потенциальной энергии , откуда . Плотность потенциальной энергии . Плотность суммарной энергии .

Пусть . Тогда и средняя за период плотность энергии .

Потоком энергии через поверхность называется энергия волны, проходящая через единицу времени через единичную поверхность, перпендикулярную вектору скорости волны: .

, где  - угол между площадью и вектором скорости. Тогда . Здесь - нормальный вектор рассматриваемой площади, - вектор Умова, .

Интенсивность волны , для гармонической волны .

Эффект Доплера в акустике

Эффект изменения частоты или длины волны, регистрируемой приёмником волн в сравнении с частотой или длиной волн, испущенной источником вследствие относительного движение приёмника и источника, называется эффектом Доплера.

Пусть источник испускает волны с частотой и длиной , а приемник принимает волны с частотой  и длиной .

1. Пусть система координат связана с источником. Тогда , , .

2. Пусть теперь система координат связана с приёмником. Тогда .

В общем случае .