Презентация на тему: Колебания и волны

Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
Колебания и волны
1/11
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 24)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1885 Кб)
1

Первый слайд презентации: Колебания и волны

Изображение слайда
2

Слайд 2

Механические колебания и волны Механическими колебаниями называются движения тел, повторяющиеся (точно или приблизительно) через одинаковые промежутки времени. Свободными колебаниями называют колебания, возникающие под действием внутренних сил. Пример: груз, подвешенный на пружине: Условия равновесия: 1) Хотя бы одна из сил должна зави - сеть от координат. В положении рав - новесия равнодействующая всех сил должна быть равна нулю. При выве - дении из положения равновесия равно- действующая всех сил должна быть не равна нулю и направлена к положе - нию равновесия. 2) Силы трения в системе должны быть достаточно малы.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Свободные механические колебания всегда бывают затухающими, т. е. колебаниями с убывающей по времени амплитудой из-за потерь энергии ( часть механической энергии переходит во внутреннюю тепловую энергию атомов и молекул). Колебания под действием внешних периодически изменяющихся сил называются вынужденными колебаниями. Автоколебания – незатухающие колебания, поддерживаемые внутренними источниками энергии при отсутствии воздействия внешней переменной силы. В автоколебательной системе существуют три основных элемента (рассмотрим на примере часов с маятником): Колебания под действием внешних периодически изменяющихся сил называются вынужденными колебаниями. колебательная система – маятник; источник энергии – гиря (или пружина), поднятая над землей; устройство с обратной связью, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему – храповое колесо.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Закон гармонических колебаний Гармонические колебания – колебания, происходящие по закону sin или cos. где x – смещение тела от положения равновесия в данный момент времени; A – амплитуда (или максимальное смещение тела) колебания; ( wt + φ 0 ) – фаза колебания; φ 0 – начальная фаза колебания; w – круговая (циклическая) частота – число колебаний, совершенных за время 2π с; круговая частота связана с собственной частотой колебаний ν и с периодом T следующими формулами: w = 2πν = , где ν – собственная частота колебаний, T – период колебаний,

Изображение слайда
5

Слайд 5

Виды маятников Математический маятник – это некая модель, тело небольших размеров (материальная точка), подвешенное на нерастяжимой невесомой нити. Период математического маятника рассчитывается по формуле: где l – длина маятника; g = 9,8 м/с 2 – ускорение свободного падения. Период колебаний пружинного маятника : где m – масса колеблющегося тела, k – жесткость пружины. Период колебаний физического маятника : где – – приведенная длина физического маятника; I – момент инерции колеблющегося тела относительно оси колебаний; a – расстояние центра масс маятника от оси колебаний.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Квазиупругая возвращающая сила Гармонические колебания происходят под действием силы F, пропорциональной смещению тела x из положения равновесия и направленной в сторону положения равновесия: F = - kx, где k – коэффициент пропорциональности. Мгновенная скорость тела, совершающего гармоническое колебание: v = = Aω cos (ω t + φ 0 ) = v max cos ( ωt + φ 0 ), где Aω = v max – амплитуда (максимальное значение) скорости. Ускорение тела, совершающего гармоническое колебание в данный момент времени: где Aω 2 = a max – амплитуда ускорения. Сила, вызывающая гармонические колебания (упругая или иной природы ( квазиупругая )): где mAω 2 = F max – амплитуда силы, m – масса колеблющегося тела. Т. к. F = - kx k = mω 2. Полная энергия тела, совершающего гармоническое колебание:

Изображение слайда
7

Слайд 7

Волны Процесс распространения колебаний в упругой среде называется волной. Если направление колебаний совпадает с направлением распространения волны, то такая волна называется продольной (например, звуковая волна в воздухе). Если направление колебаний ┴ направлению распространения волны, то такая волна называется поперечной (пример: электромагнитные волны,.шнур, волны на поверхности воды). Вид волны зависит от природы тела, в котором волна распространяется. Механические волны в газообразных средах являются продольными, в твердых телах возможны и продольные, и поперечные волны. Длина волны – кратчайшее расстояние между двумя точками, колеблющимися в одинаковых фазах: - длина световой волны в вакууме, c – скорость световой волны в вакууме. Скорость распространения звуковой волны зависит от природы материала, в котором волна распространяется, а также от его температуры. Например, при повышении температуры воздуха на 1˚ C скорость звука возрастает на 0,6 м/с.

Изображение слайда
8

Слайд 8

УРАВНЕНИЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ Колеблющееся тело — источник колебаний (камертон, струна, мембрана и т. д.), находящееся в упругой среде, приводит в колебательное движение соприкасающиеся с ним частицы среды. Колебание этих частиц передается (силами упругости) соседним частицам среды и т. д. Через некоторое время колебание охватит всю среду. Процесс распространения колебательного движения в среде называется волной. Направление распространения волны (колебаний) называется лучом. Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются перпендикулярно лучу. Если колебания частиц среды происходят вдоль луча, волна называется продольной. Если точка 0 совершает колебательное движение в упругой среде по гармоническому закону у = А sin ω t, где y — смещение колеблющейся точки; А — амплитуда (наибольшее смещение точки от положения равновесия); t — время; Т — период; ω = циклическая или круговая частота. Соседняя точка В среды придет в. колебательное движение с некоторым запозданием на время: τ = где х — расстояние, на которое распространилось колебание от точки 0 до точки, В; — скорость распространения колебания от 0 до В.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Тогда уравнение колебаний в точке В запишется: y = А sin ω (1—τ) = А sin ( ωt − ) Соотношение, позволяющее определить смещение любой точки среды в любой момент времени, называется уравнением бегущей плоской синусоидальной волны. Длиной волны (λ) называется расстояние между соседними точками, находящимися в одинаковой фазе, т. е. расстояние, пройденное волной за один период колебания, следовательно: λ = vT = v = λν где ν — частота колебания частиц среды (частота волны). Колебания частиц среды имеют ту же частоту, что и колебания источника волн. Волны, частоты колебаний в которых лежат в пределах от 16 до 20000 Гц, называют звуковыми. В звуковой или акустической волне происходят механические колебания частиц среды с малыми амплитудами. Подставляя в уравнение v = и учитывая, что ω = = 2πν, получим другие формы записи уравнения волны: y = А sin 2 π ( t / T — x / λ ) = А sin 2 π ( νt — x / λ ) = А sin ( ωt - 2 π x / λ ), где — волновое число, которое показывает, сколько длин волн укладывается на отрезке длиной 2 π. Тогда уравнение волны запишется: y = А sin ( ω t — kx )

Изображение слайда
10

Слайд 10

Электромагнитная волна Свет, излучаемый отдельным атомом, представляет собой поперечную электромагнитную волну, т. е. совокупность двух взаимно перпендикулярных волн — электрической (образованной колебанием вектора напряженности электрического поля) и магнитной (образованной колебанием вектора напряженности магнитного поля), идущих вдоль общей прямой называемой световым лучом Опыт и теория показывают, что химическое, физиологическое и другие воздействия света на вещество обусловлены электрическими колебаниями (колебаниями вектора В дальнейших рассуждениях будем говорить только о векторе ). , имея в виду, что ┴ в любой точке луча.

Изображение слайда
11

Последний слайд презентации: Колебания и волны

Изображение слайда