Урок 38. Движение как распространение волны
Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):
- Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. – §55, стр. 166-168
- Физика. 10, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. учреждений: базовый уровень; профильный уровень/А.В. Грачев, В.А. Погожев, А.М. Салецкий и др.- Вентана-Граф, 2011 стр. 6-224
Теоретический материал для самостоятельного изучения
В естествознании волной называют все совокупное движение в различных областях пространства. А то, что волны движутся, можно увидеть в танце гимнастки с лентой, по которой «бежит» волна. Понятно, что частицы ленты не перемещаются совместно с волной.
Из курса физики известно, что волна – это процесс распространения колебаний частиц. А к примеру, в электромагнитной волне, колеблются не частицы, а поля. При этом поле не перемещается в пространстве, а просто исчезает в одной точке и возникает в другой. Так, можно сделать вывод, что волна – это процесс распространения колебаний в различных системах.
В жизни повсеместно встречаемся с разными волнами:
- С сейсмическими при землетрясениях
- Со звуковыми при прослушивании музыки
- С круговыми волнами на поверхности воды
- Можно увидеть волну даже при движении песка в пустыне
Остановимся на звуковых волнах.
Звук представляет собой распространяющиеся колебания давления воздуха. Эти колебания, доходя до барабанной перепонки уха, вызывают ощущение звука, но установить, что это именно колебания, можно, лишь используя специальные приборы. Важно отметить, что звук может распространяться только в среде и не возможен в вакууме. Можно провести опыт:
Под колбу насоса Комовского помещаем звонящий электрический звонок. По мере откачивания воздуха звук становится все тише и тише и потом вообще исчезает. Однако молоточек создающий звук продолжает совершать своё действие, а звук при этом не распространяется. Это означает, что пока под колоколом был воздух, то есть среда была упругой звуковые волны в ней распространялись. Как только при низких давлениях среда потеряла упругие свойства звук прекратился. Общее название таких волн – упругие.
Волны могут иметь разную природу:
Самыми распространенными в природе являются электромагнитные волны. Непрерывная последовательность частот и длин электромагнитных излучений образует шкалу электромагнитных волн. Рассмотрим волны различных диапазонов.
Радиоволны – самые длинные ЭМВ, служащие для передачи сигналов (информации) на расстоянии без проводов.
Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии электромагнитного поля. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.
Инфракрасное излучение – недоступно невооруженному взору, но ощущаемо кожей как тепло. ИК-излучение еще принято называть тепловым.
Действие инфракрасного излучения благотворно для живых организмов на Земле и играет важную роль в развитии жизни. Все живое находится под влиянием инфракрасного света.
Видимый свет – электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Видимый свет горячих объектов, таких как звезды, может быть использован для оценки их температуры. Например, температура поверхности Солнца составляет примерно 58000 по Кельвину.
Видимый свет полихроматический и его можно разложить на спектр от красного до фиолетового
Ультрафиолетовое излучение
Естественным и основным источником ультрафиолета на Земле является Солнце. По сути, именно от этого излучения мы спасаемся солнцезащитными кремами. При этом дальний ультрафиолет полностью поглощается атмосферой Земли, а УФ-А как раз доходит до поверхности, вызывая приятный загар. А в среднем 10% УФ-Б провоцируют те самые солнечные ожоги, а также могут приводить к образованию мутаций и кожных заболеваний.
Рентгеновское излучение
В естественных условиях поток лучей рентгена встречается редко и излучается только некоторыми радиоактивными изотопами.
Гамма излучение представляет собой поток фотонов, имеющих высокую энергию (гамма-квантов). Условно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, излучение
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Анализ возраста ископаемых останков (метод радиоуглеродного анализа)
Нагревательные приборы, приборы ночного видения, передача сигналов на расстояние прямой видимости (пульты дистанционного управления различных приборов)
Связь, радиовещание и телевидение, радиолокация, нагревательные приборы (микроволновые печи)
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Связь, радиовещание и телевидение, радиолокация, нагревательные приборы (микроволновые печи)
Нагревательные приборы, приборы ночного видения, передача сигналов на расстояние прямой видимости (пульты дистанционного управления различных приборов)
Анализ возраста ископаемых останков (метод радиоуглеродного анализа)
Соединяя овалы с прямоугольниками, решите ребус-соответствие:
Правильный вариант: надписи в соединённых фигурах должны составить следующие фразы:
- Инфракрасные волны воспринимаются организмом как тепло
- Видимые волны воспринимаются глазом как свет
- Рентгеновские волны используются для исследования микроструктуры веществ
Источник
Волны могут быть разной природы
Волны могут быть разной природы: механические, электромагнитные и т.д.
Мы будем рассматривать механические волны.
Волна- это колебания, распространяющиеся в пространстве в течениие времени.
Механические волны могут распространяться только в какой- нибудь среде (веществе): в газе, в жидкости, в твердом теле. В вакууме механическая волна возникнуть не может.
Источником волн являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды.
Для возникновения волны нужна деформация (наличие Fупр) среды.
Для распространения волны нужна упругая среда.
Бегущая волна — волна, где происходит перенос энергии без переноса вещества.
Бегущая упругая волна- волна, где есть перенос энергии и возникает F упругости в среде распространения.
Среди механических волн мы будем рассматривать бегущие упругие волны.
Механические волны делятся на:
— колебания среды происходят вдоль направления распространения волн, при этом возникают области сжатия и разрежения среды.
— возникают в любой среде (жидкости, в газах, в тв. телах).
-колебания среды происходят перпендикулярно направлению их распространения, при этом происходит сдвиг слоев среды.
— возникают только в твердых телах.
-попробуй сам смоделировать на тренажере продольную или поперечную волну,
жми здесь.
В стеклянную трубку диаметром 4-5 см, длиной около 50 см, закрытую с одного конца, насыпьте мелко накрошенную пробку, так что бы она рассыпалась по трубке тонкой ленточкой, затем слегка поверните трубку по оси так, что бы крошка осталась на стенке, не сползая вниз, закрепите трубку горизонтально и к открытому концу поднесите звучащий камертон. Крошка осыплется, оставшись только в узлах стоячей волны.
Волны на поверхности жидкости не являются ни продольными, ни поперечными. Если бросить на поверхность воды небольшой мяч, то можно увидеть, что он движется, покачиваясь на волнах, по круговой траектории. Таким образом, волна на поверхности жидкости представляет собой результат сложения продольного и поперечного движения частиц воды.
. что скорость продольных и поперечных волн в одном и том же вещества, как правило, неодинакова.
Механические колебания и волны — Класс!ная физика
Источник