Механика. Щербаченко Л.А. - 202 стр.

            глубины слоя) и не зависит от длины волны, т. е. дисперсия отсутствует.
            Поэтому наблюдать дисперсию волн на поверхности можно только в
            достаточно глубоких сосудах. Явление дисперсии можно наблюдать при
            возникновении короткого цуга волн на поверхности жидкости (например,
            при падении камня в воду). В таком цуге содержатся волны разной длины,
            и хорошо видно, как более длинные волны опережают короткие, остающиеся
            позади.
                   Из этого обстоятельства вытекает важное следствие. В случае
            дисперсии короткий цуг волн, или отдельный импульс, не сохраняет своей
            формы при распространении. Дисперсия приводит к тому, что короткий цуг
            волн, или импульс, расплывается. Поэтому самое понятие скорости импульса
            становится не вполне определенным. Его заменяют понятием групповой
            скорости, которая представляет собой скорость движения «центра тяжести»
            цуга волн.
                   Так же как быстро движущееся тело (пуля) возбуждает ударную
            волну в окружающем газе, тело, быстро движущееся по поверхности
            жидкости, возбуждает волны на поверхности жидкости. “Быстро” и в том
            и в другом случае означает, что скорость тела должна быть больше
            скорости распространения импульса в среде. Поскольку волны по
            поверхности жидкости распространяются с сравнительно небольшой
            скоростью (порядка нескольких метров в секунду), то при достаточно бы-
            стром движении судно поднимает такую «носовую» волну на поверхности
            воды. Аналогично ударной волне в воздухе, волна эта, расходящаяся от
            носа судна, имеет форму клина, тем более острого, чем быстрее движется
            судно. На создание этих волн тратится часть работы сил, движущих судно
            (возникает волновое сопротивление). Для уменьшения этого сопротивления
            судам придают специальную форму и очертания (острый нос). Эта же цель
            достигается в глиссерах тем, что судно не разрезает поверхность воды, а
            почти скользит по ней.
                   В случае очень коротких волн, когда радиус кривизны поверхности
            достаточно мал, кроме силы тяжести начинают играть заметную роль и силы
            поверхностного натяжения. Они становятся преобладающими для волн
            достаточно малой длины, например в случае воды для волн короче 1 см. В
            этом случае роль восстанавливающей силы практически играют только силы
            поверхностного натяжения. Поэтому короткие волны на поверхности
            жидкости называют капиллярными волнами. Скорость распространения
            капиллярных волн существенно зависит от свойств жидкости (плотности и
            величины поверхностного натяжения). Она зависит также и от длины волны,
            т. е. для капиллярных волн имеет место дисперсия. Однако характер этой
            зависимости иной, чем в случае волн, обусловленных силой тяжести:
            скорость распространения капиллярных волн увеличивается с уменьшением
            длины волны.

                                            Интерференция волн.

                                                                                   202

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com