Концепции современного естествознания. Физика для гуманитариев. Котликов Е.Н. - 104 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

104
÷àñòîò, êîòîðûå ñëûøèò ÷åëîâå÷åñêîå óõî, ëåæèò â äèàïàçîíå
20–20000 Ãö.
Äðóãèì ÷ðåçâû÷àéíî âàæíûì âèäîì âîëí ÿâëÿþòñÿ ýëåêòðîìàã-
íèòíûå âîëíû. Ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû ìîãóò âîçíèêàòü è ðàñïðî-
ñòðàíÿòñÿ â ïóñòîì ïðîñòðàíñòâå, ò. å. â âàêóóìå. Èç óðàâíåíèé
Ìàêñâåëëà ñëåäóåò, ÷òî ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå ñîçäàåò âîêðóã
ñåáÿ â ïðîñòðàíñòâå ïåðåìåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå.  ñâîþ î÷åðåäü,
ïåðåìåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñîçäàåò âîêðóã ñåáÿ â ïðîñòðàíñòâå
ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå. Ýòîò ïðîöåññ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ â
ïðîñòðàíñòâå íåêîòîðîé âîëíû – ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû. Ýòà âîë-
íà ÿâëÿåòñÿ ïîïåðå÷íîé.
Íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé âîëíû ïåð-
ïåíäèêóëÿðíû äðóã äðóãó è íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû.
Îñîáåííîñòüþ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî äëÿ èõ ðàñ-
ïðîñòðàíåíèÿ íå òðåáóåòñÿ íèêàêîé ñðåäû. Ïåðåìåííûå ýëåêòðîìàã-
íèòíûå ïîëÿ ìîãóò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ â âàêóóìå.
Äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî îïèñàíèÿ âîëí ââîäÿò äâà ïîíÿòèÿ: èí-
òåíñèâíîñòü âîëíû è îáúåìíóþ ïëîòíîñòü ýíåðãèè âîëíû. Èíòåí-
ñèâíîñòü âîëíû – ýòî ñðåäíÿÿ ïî âðåìåíè ýíåðãèÿ, ïåðåíîñèìàÿ
âîëíàìè ÷åðåç åäèíè÷íóþ ïëîùàäü, ïàðàëëåëüíóþ âîëíîâîìó ôðîí-
òó, çà åäèíèöó âðåìåíè. Îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè – ýòî ýíåð-
ãèÿ âîëí, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà åäèíèöó îáúåìà. Âîëíà – ýòî ïðîöåññ
ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîëåáàíèé â ïðîñòðàíñòâå (â óïðóãîé ñðåäå, êàê
ýòî èìååò ìåñòî äëÿ çâóêîâûõ âîëí, èëè â âàêóóìå, êàê ýòî èìååò
ìåñòî äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí). Ýíåðãèÿ êîëåáàíèé îïðåäåëÿ-
åòñÿ àìïëèòóäîé è ÷àñòîòîé. Îíà ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó àì-
ïëèòóäû êîëåáàíèé. Â ñèñòåìå ÑÈ èíòåíñèâíîñòü âîëíû âûðàæà-
åòñÿ â Âò/ì
2
.
Áåç âûâîäà ïðèâåäåì âûðàæåíèÿ äëÿ èíòåíñèâíîñòè è ñêîðîñòè
çâóêîâîé è ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëí. Äëÿ çâóêîâîé âîëíû:
ω
22
1
;
2
JvA
(16.13)
==
ρρ
;,
P
EG
vv
(16.14)
ãäå À – àìïëèòóäà êîëåáàíèé ñðåäû; ω – ÷àñòîòà; v,
v
P
, v
– ñêî-
ðîñòü âîëíû, ïðîäîëüíîé è ïîïåðå÷íîé; ρ – ïëîòíîñòü ñðåäû, â
êîòîðîé ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ çâóêîâàÿ âîëíà; E – êîýôôèöèåíò Þíãà;
G – êîýôôèöèåíò ñäâèãà.