Гравитационно-капиллярные волны на поверхности жидкости. Безручко Б.П - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГУ им. Чернышевского | Саратов

Составители: 

Рубрика: 

- 13 -
Рис. 6 Конфигурации волн на глубокой воде за движущимся судном (а) и около иголки,
смещающейся вдоль оси x (б).
Волны в среде с неоднородностями.
Наличие в волноведущей среде областей с иными свойствами - неоднородностей,
например, участков с иной глубиной или плотностью жидкости - может приводить к
изменениям скорости и направления распространения волны, ее амплитуды, появлению
встречной волны. Так, при переходе с глубокой воды на более мелкую скорость грави-
тационной волны уменьшается и она изменяет направление распространения. Это
про-
явление явления преломления, хорошо известного из оптики, приводит к эффектам, на-
глядно представленным на аэрофотоснимке прибрежной полосы рис.7 [3]. При выходе
волны на мель угол между перпендикулярами к линии берега и к фронту волны
уменьшается - волна «поворачивает» на берег.
В свою очередь встречные волны, появляющиеся из-за отражений от неоднородно-
стей, интерферируя с первичной волной, приводят к формированию сложной колеба-
тельно-волновой картины. Характер движения частиц воды при наличии отражений
можно качественно представить, пользуясь рис. 2 и 3. При малых отражениях траекто-
рии частиц ближе к представленным на рис.2, а при больших – на рис.3. Если затухание
несущественно, а волны от стенок отражаются полностью
, формируется чисто стоячая
волна (рис.3). Область волноведущей среды, ограниченная отражающими стенками,
является резонатором. Резонатор и стоячую волну можно реализовать, замкнув волно-
вод в кольцо (кольцевой резонатор), при этом интерферируют волна, только что убе-
жавшая от источника, и волны, которые излучились раньше: но запаздывают, пробежав
по кольцу. Профиль и амплитуда малой
стоячей волны на поверхности воды в резона-
торе зависит от частоты воздействия, способа возбуждения (места положения и формы
вибратора), геометрических размеров и формы отражающих границ. При фиксирован-
ной амплитуде воздействия на определенных частотах при заданном положении возбу-
дителя имеет место резонанс — увеличение амплитуды стоячей волны (вынужденных
колебаний). Решая волновое уравнение с
соответствующими граничными условиями
можно найти спектр собственных частот резонатора [1], близость к которым частоты

Страницы