இயந்திர அலைகள் இயற்பியலின் ஆதாரம் என்ன? நீளமான இயந்திர அலைகள் எந்த ஊடகத்திலும் பரவலாம் - திட, திரவ மற்றும் வாயு

ஒரு அலை இருப்பதற்கு, அதிர்வுக்கான ஆதாரம் மற்றும் இந்த அலை பரவும் ஒரு பொருள் ஊடகம் அல்லது புலம் அவசியம். அலைகள் பலவிதமான இயல்புகளில் வருகின்றன, ஆனால் அவை ஒத்த வடிவங்களைப் பின்பற்றுகின்றன.

மூலம் உடல் இயல்பு வேறுபடுத்தி:

தொந்தரவுகளின் நோக்குநிலை மூலம் வேறுபடுத்தி:

நீளமான அலைகள் - துகள் இடப்பெயர்ச்சி பரவும் திசையில் நிகழ்கிறது; சுருக்கத்தின் போது ஊடகத்தில் மீள் சக்தி இருப்பது அவசியம்; எந்த சூழலிலும் பரவலாம். எடுத்துக்காட்டுகள்:ஒலி அலைகள்

குறுக்கு அலைகள் - துகள் இடப்பெயர்ச்சி பரவல் திசை முழுவதும் நிகழ்கிறது; மீள் ஊடகத்தில் மட்டுமே பரவ முடியும்; ஊடகத்தில் ஒரு மீள் வெட்டு சக்தி இருப்பது அவசியம்; திட ஊடகங்களில் மட்டுமே பரவ முடியும் (மற்றும் இரண்டு ஊடகங்களின் எல்லையில்). எடுத்துக்காட்டுகள்:ஒரு சரத்தில் மீள் அலைகள், தண்ணீரில் அலைகள்

நேரத்தைச் சார்ந்திருக்கும் தன்மையால் வேறுபடுத்தி:

மீள் அலைகள் - மீள் ஊடகத்தில் பரவும் இயந்திர இழப்பீடுகள் (சிதைவுகள்). ஒரு மீள் அலை அழைக்கப்படுகிறது இசைவான(சைனுசாய்டல்) ஊடகத்தின் தொடர்புடைய அலைவுகள் இணக்கமாக இருந்தால்.

ஓடும் அலைகள் - விண்வெளியில் ஆற்றலை மாற்றும் அலைகள்.

அலை மேற்பரப்பின் வடிவத்தின் படி : விமானம், கோள, உருளை அலை.

அலை முன்- அதிர்வுகளை அடைந்த புள்ளிகளின் வடிவியல் இடம் இந்த நேரத்தில்நேரம்.

அலை மேற்பரப்பு- ஒரே கட்டத்தில் ஊசலாடும் புள்ளிகளின் வடிவியல் இடம்.

அலை பண்புகள்

அலைநீளம் λ - அலை அலைவு காலத்திற்கு சமமான நேரத்தில் பரவும் தூரம்

அலை A வீச்சு - அலையில் துகள் அலைவுகளின் வீச்சு

அலை வேகம் v - ஊடகத்தில் தொந்தரவுகள் பரவும் வேகம்

அலை காலம் டி - அலைவு காலம்

அலை அதிர்வெண் ν - காலத்தின் பரஸ்பர

பயண அலை சமன்பாடு

ஒரு பயண அலையின் பரவலின் போது, ​​ஊடகத்தின் இடையூறுகள் விண்வெளியில் அடுத்த புள்ளிகளை அடைகின்றன, அதே நேரத்தில் அலை ஆற்றல் மற்றும் வேகத்தை மாற்றுகிறது, ஆனால் பொருளை மாற்றாது (ஊடகத்தின் துகள்கள் விண்வெளியில் அதே இடத்தில் தொடர்ந்து ஊசலாடுகின்றன).

எங்கே v –வேகம் , φ 0 - ஆரம்ப கட்டம் , ω – சுழற்சி அதிர்வெண் , ஏ- வீச்சு

பண்புகள் இயந்திர அலைகள்

1. அலை பிரதிபலிப்பு – எந்தவொரு தோற்றத்தின் இயந்திர அலைகளும் இரண்டு ஊடகங்களுக்கு இடையிலான இடைமுகத்திலிருந்து பிரதிபலிக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு ஊடகத்தில் பரவும் ஒரு இயந்திர அலை அதன் வழியில் ஏதேனும் தடையை எதிர்கொண்டால், அது அதன் நடத்தையின் தன்மையை வியத்தகு முறையில் மாற்றும். எடுத்துக்காட்டாக, வெவ்வேறு இயந்திர பண்புகளைக் கொண்ட இரண்டு ஊடகங்களுக்கிடையேயான இடைமுகத்தில், அலை ஓரளவு பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் ஓரளவு இரண்டாவது ஊடகத்திற்குள் ஊடுருவுகிறது.

2. அலை ஒளிவிலகல் – இயந்திர அலைகள் பரவும்போது, ​​ஒளிவிலகல் நிகழ்வையும் ஒருவர் அவதானிக்கலாம்: ஒரு ஊடகத்திலிருந்து இன்னொரு ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது இயந்திர அலைகள் பரவும் திசையில் ஏற்படும் மாற்றம்.

3. அலை மாறுபாடு – நேரியல் பரவலில் இருந்து அலைகளின் விலகல், அதாவது தடைகளைச் சுற்றி வளைத்தல்.

4. அலை குறுக்கீடு – இரண்டு அலைகள் சேர்த்தல். பல அலைகள் பரவும் இடத்தில், அவற்றின் குறுக்கீடு அலைவு வீச்சின் குறைந்தபட்ச மற்றும் அதிகபட்ச மதிப்புகளைக் கொண்ட பகுதிகளின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

இயந்திர அலைகளின் குறுக்கீடு மற்றும் மாறுபாடு.

ஒரு ரப்பர் பேண்ட் அல்லது சரம் வழியாக பயணிக்கும் அலை ஒரு நிலையான முடிவில் இருந்து பிரதிபலிக்கிறது; இந்த வழக்கில், ஒரு அலை எதிர் திசையில் பயணிக்கிறது.

அலைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும்போது, ​​குறுக்கீடு ஏற்படலாம். ஒத்திசைவான அலைகள் மிகைப்படுத்தப்படும் போது குறுக்கீடு நிகழ்வு ஏற்படுகிறது.

ஒத்திசைவான அழைக்கப்பட்டதுஅலைகள், ஒரே அதிர்வெண்கள், நிலையான கட்ட வேறுபாடு மற்றும் அலைவுகள் ஒரே விமானத்தில் நிகழ்கின்றன.

குறுக்கீடு ஒத்திசைவான அலைகளின் சூப்பர்போசிஷனின் விளைவாக நடுத்தரத்தின் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் பரஸ்பர பெருக்கம் மற்றும் ஊசலாட்டங்கள் பலவீனமடைதல் ஆகியவற்றின் நேர-நிலையான நிகழ்வு ஆகும்.

அலைகளின் சூப்பர்போசிஷனின் விளைவு, அலைவுகள் ஒன்றுக்கொன்று மிகைப்படுத்தப்படும் கட்டங்களைப் பொறுத்தது.

A மற்றும் B மூலங்களிலிருந்து வரும் அலைகள் ஒரே கட்டங்களில் C புள்ளிக்கு வந்தால், அலைவுகள் அதிகரிக்கும்; என்றால் - எதிர் கட்டங்களில், அலைவுகளின் பலவீனம் காணப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, மேம்படுத்தப்பட்ட மற்றும் பலவீனமான அலைவுகளின் மாற்றுப் பகுதிகளின் நிலையான முறை விண்வெளியில் உருவாகிறது.

அதிகபட்ச மற்றும் குறைந்தபட்ச நிபந்தனைகள்

புள்ளிகள் A மற்றும் B இன் அலைவுகள் கட்டத்தில் இருந்தால் மற்றும் சமமான வீச்சுகள் இருந்தால், புள்ளி C இல் ஏற்படும் இடப்பெயர்ச்சி இரண்டு அலைகளின் பாதையில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பொறுத்தது என்பது தெளிவாகிறது.

அதிகபட்ச நிபந்தனைகள்

இந்த அலைகளின் பாதையில் உள்ள வேறுபாடு அலைகளின் முழு எண்ணுக்கு சமமாக இருந்தால் (அதாவது, அரை அலைகளின் இரட்டை எண்ணிக்கை) Δd = kλ , எங்கே கே= 0, 1, 2, ..., பின்னர் இந்த அலைகளின் ஒன்றுடன் ஒன்று குறுக்கீடு அதிகபட்சம் உருவாகிறது.

அதிகபட்ச நிலை :

A = 2x 0.

குறைந்தபட்ச நிபந்தனை

இந்த அலைகளின் பாதையில் உள்ள வித்தியாசம் ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான அரை-அலைகளுக்குச் சமமாக இருந்தால், இதன் பொருள் A மற்றும் B புள்ளிகளிலிருந்து வரும் அலைகள் எதிர்முனையில் C புள்ளிக்கு வந்து ஒன்றையொன்று ரத்து செய்யும்.

குறைந்தபட்ச நிபந்தனை:

விளைந்த அலைவு வீச்சு A = 0.

Δd என்பது அரை-அலைகளின் முழு எண் எண்ணுக்கு சமமாக இல்லாவிட்டால், 0< А < 2х 0 .

அலை மாறுபாடு.

நேர்கோட்டு பரப்புதலில் இருந்து விலகல் மற்றும் தடைகளைச் சுற்றி அலை வளைக்கும் நிகழ்வு அழைக்கப்படுகிறதுமாறுபாடு.

அலைநீளம் (λ) மற்றும் தடையின் அளவு (L) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு அலையின் நடத்தையை தீர்மானிக்கிறது. நிகழ்வு அலைநீளம் என்றால் மாறுபாடு மிகத் தெளிவாக வெளிப்படும் அதிக அளவுகள்தடைகள். மாறுபாடு எப்போதும் இருப்பதை சோதனைகள் காட்டுகின்றன, ஆனால் நிபந்தனையின் கீழ் கவனிக்கப்படுகிறது ஈ<<λ , d என்பது தடையின் அளவு.

மாறுபாடு என்பது எப்போதும் நிகழும் எந்தவொரு இயற்கையின் அலைகளின் பொதுவான சொத்து, ஆனால் அதன் கவனிப்புக்கான நிலைமைகள் வேறுபட்டவை.

நீரின் மேற்பரப்பில் ஒரு அலை போதுமான பெரிய தடையை நோக்கி பரவுகிறது, அதன் பின்னால் ஒரு நிழல் உருவாகிறது, அதாவது. எந்த அலை செயல்முறையும் கவனிக்கப்படவில்லை. துறைமுகங்களில் பிரேக்வாட்டர் கட்டும் போது இந்த சொத்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. தடையின் அளவு அலைநீளத்துடன் ஒப்பிடக்கூடியதாக இருந்தால், தடையின் பின்னால் அலைகள் கவனிக்கப்படும். அவருக்குப் பின்னால், அலையானது எந்தத் தடையும் இல்லாதது போல் பரவுகிறது, அதாவது. அலை மாறுபாடு காணப்படுகிறது.

டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் வெளிப்பாடுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள் . வீட்டின் மூலையைச் சுற்றி ஒரு உரத்த உரையாடலின் கேட்கக்கூடிய தன்மை, காட்டில் ஒலிகள், நீரின் மேற்பரப்பில் அலைகள்.

நிற்கும் அலைகள்

நிற்கும் அலைகள் ஒரே அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு இருந்தால், அவை நேரடி மற்றும் பிரதிபலித்த அலைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் உருவாகின்றன.

இரு முனைகளிலும் நிலையான ஒரு சரத்தில், சிக்கலான அதிர்வுகள் எழுகின்றன, இது சூப்பர்போசிஷனின் விளைவாக கருதப்படலாம் ( மேல்நிலைகள்) இரண்டு அலைகள் எதிரெதிர் திசைகளில் பரவுகின்றன மற்றும் முனைகளில் பிரதிபலிப்பு மற்றும் மறு பிரதிபலிப்புகளை அனுபவிக்கின்றன. இரு முனைகளிலும் இணைக்கப்பட்டுள்ள சரங்களின் அதிர்வுகள் அனைத்து சரம் இசைக்கருவிகளின் ஒலிகளை உருவாக்குகின்றன. உறுப்பு குழாய்கள் உட்பட காற்று கருவிகளின் ஒலியுடன் மிகவும் ஒத்த நிகழ்வு ஏற்படுகிறது.

சரம் அதிர்வுகள். குறுக்கு அதிர்வுகள் உற்சாகமாக இருக்கும் போது, ​​இரு முனைகளிலும் நிலையான ஒரு பதற்றமான சரத்தில், நிற்கும் அலைகள் , மற்றும் முனைகள் சரம் கட்டப்பட்ட இடங்களில் அமைந்திருக்க வேண்டும். எனவே, சரத்தில் அவர்கள் உற்சாகமாக உள்ளனர் குறிப்பிடத்தக்க தீவிரம் அத்தகைய அதிர்வுகள் மட்டுமே, அதன் அலைநீளத்தின் பாதியானது சரத்தின் நீளத்துடன் ஒரு முழு எண் எண்ணைப் பொருத்துகிறது.

இது நிபந்தனையைக் குறிக்கிறது

அலைநீளங்கள் அதிர்வெண்களுக்கு ஒத்திருக்கும்

n = 1, 2, 3...அதிர்வெண்கள் vn அழைக்கப்படுகின்றன இயற்கை அதிர்வெண்கள் சரங்கள்.

அதிர்வெண்களுடன் ஹார்மோனிக் அதிர்வுகள் vn அழைக்கப்படுகின்றன இயல்பான அல்லது இயல்பான அதிர்வுகள் . அவை ஹார்மோனிக்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. பொதுவாக, ஒரு சரத்தின் அதிர்வு என்பது பல்வேறு ஹார்மோனிக்ஸ்களின் சூப்பர்போசிஷன் ஆகும்.

நிற்கும் அலை சமன்பாடு :

ஒருங்கிணைப்புகள் நிபந்தனையை திருப்திப்படுத்தும் புள்ளிகளில் (n= 1, 2, 3, ...), மொத்த அலைவீச்சு அதிகபட்ச மதிப்புக்கு சமம் - இது எதிர்முனைகள் நிற்கும் அலை. ஆன்டினோட் ஒருங்கிணைப்புகள் :

நிலைகளை திருப்திப்படுத்தும் ஆயப் புள்ளிகளில் (n= 0, 1, 2,...), அலைவுகளின் மொத்த வீச்சு பூஜ்யம் - இது முனைகள்நிற்கும் அலை. முனை ஒருங்கிணைப்புகள்:

பயணம் மற்றும் பிரதிபலித்த அலைகளின் குறுக்கீட்டின் போது நிற்கும் அலைகளின் உருவாக்கம் காணப்படுகிறது. அலை பிரதிபலிக்கும் எல்லையில், பிரதிபலிப்பு நிகழும் ஊடகம் குறைவான அடர்த்தியாக இருந்தால் ஒரு எதிர்முனையும் (a), மற்றும் ஒரு முனை - அதிக அடர்த்தியாக இருந்தால் (b) பெறப்படுகிறது.

நாம் கருத்தில் கொண்டால் பயண அலை , பின்னர் அதன் பரவல் திசையில் ஆற்றல் பரிமாற்றம்ஊசலாட்ட இயக்கம். வழக்கில் அதே ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் நிலையான அலை இல்லை , ஏனெனில் அதே அலைவீச்சின் நிகழ்வு மற்றும் பிரதிபலித்த அலைகள் அதே ஆற்றலை எதிர் திசைகளில் கொண்டு செல்கின்றன.

நிற்கும் அலைகள் எழுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, குறுக்கு அதிர்வுகள் அதில் உற்சாகமாக இருக்கும்போது இரு முனைகளிலும் நிலையான பதற்றமான சரத்தில். மேலும், கட்டும் இடங்களில் நிற்கும் அலையின் முனைகள் உள்ளன.

ஒரு முனையில் (ஒலி அலை) திறந்திருக்கும் காற்று நெடுவரிசையில் நிற்கும் அலை நிறுவப்பட்டால், திறந்த முனையில் ஒரு எதிர்முனை உருவாகிறது, மற்றும் எதிர் முனையில் ஒரு முனை உருவாகிறது.

§ 1.7. இயந்திர அலைகள்

விண்வெளியில் பரவும் ஒரு பொருள் அல்லது புலத்தின் அலைவு அலைகள் எனப்படும். பொருளின் அதிர்வுகள் மீள் அலைகளை உருவாக்குகின்றன (ஒரு சிறப்பு வழக்கு ஒலி).

இயந்திர அலைகாலப்போக்கில் ஒரு ஊடகத்தில் துகள்களின் அதிர்வுகளின் பரவல் ஆகும்.

துகள்களுக்கு இடையிலான இடைவினைகள் காரணமாக அலைகள் தொடர்ச்சியான ஊடகத்தில் பரவுகின்றன. எந்த துகள் ஊசலாட்ட இயக்கத்தில் நுழைந்தால், மீள் இணைப்பு காரணமாக, இந்த இயக்கம் அண்டை துகள்களுக்கு பரவுகிறது, மேலும் அலை பரவுகிறது. இந்த வழக்கில், ஊசலாடும் துகள்கள் அலையுடன் சேர்ந்து நகராது, ஆனால் தயங்கஅவர்களின் அருகில் சமநிலை நிலைகள்.

நீளமான அலைகள்- இவை அலைகள் ஆகும், இதில் துகள்களின் அலைவு திசையானது அலையின் பரவல் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது. . வாயுக்கள், திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களில் நீளமான அலைகள் பரவுகின்றன.

பி
இயக்க அலைகள்- இவை அலைகள், இதில் துகள்களின் அதிர்வு திசையானது அலை பரவும் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் . குறுக்கு அலைகள் திட ஊடகங்களில் மட்டுமே பரவுகின்றன.

அலைகள் இரட்டை கால இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளன - நேரம் மற்றும் இடத்தில். கால இடைவெளி என்பது நடுத்தரத்தின் ஒவ்வொரு துகளும் அதன் சமநிலை நிலையைச் சுற்றி ஊசலாடுகிறது, மேலும் இந்த இயக்கம் ஒரு அலைவு காலத்துடன் மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது T. விண்வெளியில் கால இடைவெளி என்பது ஊடகத்தின் துகள்களின் ஊசலாடும் இயக்கம் அவற்றுக்கிடையே குறிப்பிட்ட தூரத்தில் மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது.

விண்வெளியில் அலை செயல்முறையின் கால இடைவெளி அலைநீளம் எனப்படும் அளவினால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் குறிக்கப்படுகிறது .

அலைநீளம் என்பது துகள் அலைவுகளின் ஒரு காலகட்டத்தில் ஒரு ஊடகத்தில் அலை பரவும் தூரம் .

இங்கிருந்து
, எங்கே - துகள் அலைவுகளின் காலம், - அலைவு அதிர்வெண், - அலை பரவலின் வேகம், ஊடகத்தின் பண்புகளைப் பொறுத்து.

TO அலை சமன்பாட்டை எவ்வாறு எழுதுவது? புள்ளி O (அலை மூலம்) இல் அமைந்துள்ள ஒரு தண்டு கொசைன் சட்டத்தின்படி ஊசலாடட்டும்

ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளி B ஆனது மூலத்திலிருந்து (புள்ளி O) x தொலைவில் இருக்கட்டும். v வேகத்தில் பரவும் அலை அதை அடைய நேரம் எடுக்கும்
. இதன் பொருள் B புள்ளியில் அலைவுகள் பின்னர் தொடங்கும்
. அதாவது. க்கான வெளிப்பாட்டை மாற்றிய பின்
மற்றும் கணித மாற்றங்கள் ஒரு தொடர், நாம் பெற

,
. குறியீட்டை அறிமுகப்படுத்துவோம்:
. பிறகு. புள்ளி B இன் விருப்பத்தின் தன்னிச்சையான தன்மை காரணமாக, இந்த சமன்பாடு விரும்பிய விமான அலை சமன்பாடாக இருக்கும்
.

கொசைன் குறியின் கீழ் உள்ள வெளிப்பாடு அலை கட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது
.

ஈ இரண்டு புள்ளிகள் அலை மூலத்திலிருந்து வெவ்வேறு தூரங்களில் இருந்தால், அவற்றின் கட்டங்கள் வேறுபட்டதாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, B மற்றும் C புள்ளிகளின் கட்டங்கள் தூரத்தில் அமைந்துள்ளன மற்றும் அலை மூலத்திலிருந்து முறையே சமமாக இருக்கும்

புள்ளி B மற்றும் புள்ளி C இல் நிகழும் அலைவுகளின் கட்டங்களில் உள்ள வேறுபாடு குறிக்கப்படும்
அது சமமாக இருக்கும்

இதுபோன்ற சந்தர்ப்பங்களில், B மற்றும் C புள்ளிகளில் ஏற்படும் அலைவுகளுக்கு இடையே ஒரு கட்ட மாற்றம் Δφ இருப்பதாக அவர்கள் கூறுகிறார்கள். புள்ளிகள் B மற்றும் C இல் அலைவுகள் என்றால் கட்டத்தில் ஏற்படும் என்று கூறப்படுகிறது
. என்றால்
, பின்னர் புள்ளிகள் B மற்றும் C இல் ஊசலாட்டங்கள் எதிர்முனையில் நிகழ்கின்றன. மற்ற எல்லா நிகழ்வுகளிலும், ஒரு கட்ட மாற்றம் உள்ளது.

"அலைநீளம்" என்ற கருத்தை வேறு விதமாக வரையறுக்கலாம்:

எனவே k அலை எண் எனப்படும்.

குறியீட்டை அறிமுகப்படுத்தினோம்
என்று காட்டினார்
. பிறகு

.

அலைநீளம் என்பது ஒரு அலைவு காலத்தில் அலை பயணிக்கும் பாதை.

அலைக் கோட்பாட்டில் இரண்டு முக்கியமான கருத்துக்களை வரையறுப்போம்.

அலை மேற்பரப்புஅதே கட்டத்தில் ஊசலாடும் நடுத்தர புள்ளிகளின் வடிவியல் இருப்பிடமாகும். அலை மேற்பரப்பை நடுத்தரத்தின் எந்த புள்ளியிலும் வரையலாம், எனவே அவற்றில் எண்ணற்ற எண்ணிக்கையில் உள்ளன.

அலை மேற்பரப்புகள் எந்த வடிவத்திலும் இருக்கலாம், எளிமையான நிலையில் அவை விமானங்களின் தொகுப்பாகும் (அலைகளின் மூலமானது எல்லையற்ற விமானமாக இருந்தால்), ஒன்றுக்கொன்று இணையாக அல்லது செறிவான கோளங்களின் தொகுப்பாக (அலைகளின் ஆதாரமாக இருந்தால். ஒரு புள்ளி).

அலை முன்(அலை முன்) - அந்த நேரத்தில் அலைவுகள் அடையும் புள்ளிகளின் வடிவியல் இடம் . அலை முகப்பு அலை செயல்முறையில் ஈடுபடும் இடத்தின் பகுதியை அலைவுகள் இன்னும் ஏற்படாத பகுதியிலிருந்து பிரிக்கிறது. எனவே, அலை முன் அலை பரப்புகளில் ஒன்றாகும். இது இரண்டு பகுதிகளை பிரிக்கிறது: 1 - அலை t நேரத்தில் அடைந்தது, 2 - அது அடையவில்லை.

எந்த நேரத்திலும் ஒரே ஒரு அலை முன் உள்ளது, அது எல்லா நேரத்திலும் நகர்கிறது, அதே நேரத்தில் அலை மேற்பரப்புகள் நிலையானதாக இருக்கும் (அவை ஒரே கட்டத்தில் ஊசலாடும் துகள்களின் சமநிலை நிலைகள் வழியாக செல்கின்றன).

விமான அலை- இது ஒரு அலை, இதில் அலை மேற்பரப்புகள் (மற்றும் அலை முன்) இணையான விமானங்கள்.

கோள அலைஅலை மேற்பரப்புகள் குவிந்த கோளங்களாக இருக்கும் அலை. கோள அலை சமன்பாடு:
.

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அலைகளால் அடையும் ஊடகத்தின் ஒவ்வொரு புள்ளியும் தனித்தனியாக ஒவ்வொரு அலைகளாலும் ஏற்படும் அலைவுகளில் பங்கேற்கும். இதனால் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கம் என்னவாக இருக்கும்? இது பல காரணிகளைப் பொறுத்தது, குறிப்பாக சுற்றுச்சூழலின் பண்புகள். அலை பரவல் செயல்முறை காரணமாக ஊடகத்தின் பண்புகள் மாறவில்லை என்றால், நடுத்தரமானது நேரியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு நேரியல் நடுத்தர அலைகள் ஒருவருக்கொருவர் சுயாதீனமாக பரவுகின்றன என்பதை அனுபவம் காட்டுகிறது. நேரியல் ஊடகத்தில் மட்டுமே அலைகளைக் கருத்தில் கொள்வோம். ஒரே நேரத்தில் இரண்டு அலைகளால் அடையும் புள்ளியின் அலைவு என்னவாக இருக்கும்? இந்த கேள்விக்கு பதிலளிக்க, இந்த இரட்டை செல்வாக்கால் ஏற்படும் அலைவுகளின் வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். இதன் விளைவாக அலைவரிசையின் வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை தீர்மானிக்க, ஒவ்வொரு அலைகளாலும் ஏற்படும் இடப்பெயர்வுகளைக் கண்டறிந்து பின்னர் அவற்றைச் சேர்க்க வேண்டும். எப்படி? வடிவியல் ரீதியாக!

அலைகளின் சூப்பர்போசிஷன் (சூப்பர்போசிஷன்) கொள்கை: ஒரு நேரியல் ஊடகத்தில் பல அலைகள் பரவும்போது, ​​அவை ஒவ்வொன்றும் மற்ற அலைகள் இல்லாதது போல் பரவுகிறது, மேலும் எந்த நேரத்திலும் ஊடகத்தின் ஒரு துகள் இடப்பெயர்ச்சியின் வடிவியல் தொகைக்கு சமம். அலை செயல்முறைகளின் ஒவ்வொரு கூறுகளிலும் பங்கேற்பதன் மூலம் துகள்கள் பெறும் இடப்பெயர்வுகள்.

அலைக் கோட்பாட்டின் ஒரு முக்கியமான கருத்து கருத்து ஆகும் ஒத்திசைவு - பல ஊசலாட்ட அல்லது அலை செயல்முறைகளின் நேரம் மற்றும் இடத்தில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட நிகழ்வு. கண்காணிப்பு புள்ளியில் வரும் அலைகளின் கட்ட வேறுபாடு நேரத்தைச் சார்ந்து இல்லை என்றால், அத்தகைய அலைகள் அழைக்கப்படுகின்றன ஒத்திசைவான. வெளிப்படையாக, ஒரே அதிர்வெண் கொண்ட அலைகள் மட்டுமே ஒத்திசைவாக இருக்கும்.

ஆர் விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் வரும் இரண்டு ஒத்திசைவான அலைகள் (கண்காணிப்பு புள்ளி) B ஐச் சேர்ப்பதன் விளைவு என்னவாக இருக்கும் என்பதைக் கருத்தில் கொள்வோம். அதே வீச்சு மற்றும் ஆரம்ப கட்டங்கள் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமம். கண்காணிப்பு புள்ளியில் (புள்ளி B இல்), S 1 மற்றும் S 2 மூலங்களிலிருந்து வரும் அலைகள் நடுத்தர துகள்களின் அதிர்வுகளை ஏற்படுத்தும்:
மற்றும்
. புள்ளி B இல் விளைந்த ஊசலாட்டத்தை ஒரு தொகையாகக் காண்கிறோம்.

பொதுவாக, கண்காணிப்பு புள்ளியில் ஏற்படும் அலைவுகளின் வீச்சு மற்றும் கட்டம் திசையன் வரைபட முறையைப் பயன்படுத்தி கண்டறியப்படுகிறது, இது ஒவ்வொரு அலைவுகளையும் கோண வேகம் ω உடன் சுழலும் திசையனாகக் குறிக்கிறது. திசையன் நீளம் அலைவு வீச்சுக்கு சமம். ஆரம்பத்தில், இந்த திசையன் அலைவுகளின் ஆரம்ப கட்டத்திற்கு சமமாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட திசையுடன் ஒரு கோணத்தை உருவாக்குகிறது. பின்னர் விளைந்த அலைவுகளின் வீச்சு சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

வீச்சுகளுடன் இரண்டு அலைவுகளைச் சேர்க்கும் எங்கள் விஷயத்தில்
,
மற்றும் கட்டங்கள்
,

.

இதன் விளைவாக, புள்ளி B இல் நிகழும் அலைவுகளின் வீச்சு பாதைகளில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பொறுத்தது.
ஒவ்வொரு அலையாலும் தனித்தனியாக மூலத்திலிருந்து கண்காணிப்பு புள்ளி வரை கடந்து செல்லப்படுகிறது (
- கண்காணிப்பு புள்ளியில் வரும் அலைகளின் பாதையில் வேறுபாடு). குறுக்கீடு மினிமா அல்லது மாக்சிமாவை அந்த புள்ளிகளில் காணலாம்
. இது S 1 மற்றும் S 2 புள்ளிகளில் கவனம் செலுத்தும் ஹைப்பர்போலாவின் சமன்பாடு ஆகும்.

விண்வெளியில் அந்த புள்ளிகளில்
, விளைவாக அலைவுகளின் வீச்சு அதிகபட்சம் மற்றும் சமமாக இருக்கும்
. ஏனெனில்
, பின்னர் அலைவுகளின் வீச்சு அந்த புள்ளிகளில் அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

விண்வெளியில் அந்த புள்ளிகளில்
, விளைவாக அலைவுகளின் வீச்சு குறைவாகவும் சமமாகவும் இருக்கும்
.அந்தப் புள்ளிகளில் அலைவுகளின் வீச்சு மிகக் குறைவாக இருக்கும்.

வரையறுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான ஒத்திசைவான அலைகளின் சேர்க்கையின் விளைவாக ஆற்றல் மறுபகிர்வு நிகழ்வு குறுக்கீடு எனப்படும்.

அலைகள் தடைகளைச் சுற்றி வளைக்கும் நிகழ்வு டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் எனப்படும்.

சில நேரங்களில் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் என்பது வடிவியல் ஒளியியலின் விதிகளிலிருந்து (தடைகளின் அளவு அலைநீளத்துடன் பொருந்தினால்) தடைகளுக்கு அருகில் அலைகளின் பரவலின் ஏதேனும் விலகல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

பி
மாறுபாட்டிற்கு நன்றி, அலைகள் வடிவியல் நிழலின் பகுதியில் விழலாம், தடைகளைச் சுற்றி வளைக்கலாம், திரைகளில் உள்ள சிறிய துளைகள் வழியாக ஊடுருவலாம். வடிவியல் நிழலின் பகுதிக்குள் அலைகள் நுழைவதை எவ்வாறு விளக்குவது? டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் நிகழ்வை ஹைஜென்ஸின் கொள்கையைப் பயன்படுத்தி விளக்கலாம்: அலை அடையும் ஒவ்வொரு புள்ளியும் இரண்டாம் நிலை அலைகளின் மூலமாகும் (ஒரே மாதிரியான கோள ஊடகத்தில்), மேலும் இந்த அலைகளின் உறை அடுத்த கணத்தில் அலை முன் நிலையை அமைக்கிறது. நேரத்தில்.

ஒளி குறுக்கீட்டிலிருந்து செருகவும், எது பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதைப் பார்க்கவும்

அலைவிண்வெளியில் அதிர்வுகளை பரப்புவதற்கான செயல்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அலை மேற்பரப்பு- இது ஒரே கட்டத்தில் அலைவுகள் நிகழும் புள்ளிகளின் வடிவியல் இருப்பிடமாகும்.

அலை முன்ஒரு அலை ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் அடையும் புள்ளிகளின் வடிவியல் இருப்பிடமாகும் டி. அலை முகப்பு அலை செயல்முறையில் ஈடுபடும் இடத்தின் பகுதியை அலைவுகள் இன்னும் எழாத பகுதியிலிருந்து பிரிக்கிறது.

ஒரு புள்ளி மூலத்தைப் பொறுத்தவரை, அலை முன் என்பது மூல இடமான S. 1 ஐ மையமாகக் கொண்ட ஒரு கோள மேற்பரப்பு ஆகும். 2, 3 - அலை மேற்பரப்புகள்; 1 - அலை முன். ஒரு மூலத்திலிருந்து வெளிப்படும் ஒரு கதிர் வழியாக பரவும் கோள அலையின் சமன்பாடு: . இங்கே - அலை பரவல் வேகம், - அலைநீளம்; ஏ- அலைவுகளின் வீச்சு; - அலைவுகளின் வட்ட (சுழற்சி) அதிர்வெண்; - நேரத்தில் t ஒரு புள்ளி மூலத்திலிருந்து தொலைவில் அமைந்துள்ள ஒரு புள்ளியின் சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சி.

விமான அலைஒரு விமான அலை முன் ஒரு அலை. நேர் அச்சு திசையில் பரவும் ஒரு விமான அலையின் சமன்பாடு ஒய்:
, எங்கே x- t நேரத்தில் மூலத்திலிருந்து y தொலைவில் அமைந்துள்ள ஒரு புள்ளியின் சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சி.

அலை செயல்முறை- பொருளை மாற்றாமல் ஆற்றலை மாற்றும் செயல்முறை.

இயந்திர அலை- ஒரு மீள் ஊடகத்தில் பரவும் ஒரு இடையூறு.

ஒரு மீள் ஊடகத்தின் இருப்பு இயந்திர அலைகளின் பரவலுக்கு அவசியமான நிபந்தனையாகும்.

ஒரு ஊடகத்தில் ஆற்றல் மற்றும் உந்தத்தின் பரிமாற்றம் ஊடகத்தின் அண்டை துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் விளைவாக ஏற்படுகிறது.

அலைகள் நீளமாகவும் குறுக்காகவும் இருக்கும்.

நீளமான இயந்திர அலை என்பது ஒரு அலை, இதில் ஊடகத்தின் துகள்களின் இயக்கம் அலை பரவும் திசையில் நிகழ்கிறது. ஒரு குறுக்கு இயந்திர அலை என்பது ஒரு அலை ஆகும், இதில் நடுத்தரத்தின் துகள்கள் அலையின் பரவலின் திசைக்கு செங்குத்தாக நகரும்.

நீளமான அலைகள் எந்த ஊடகத்திலும் பரவலாம். வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்களில் குறுக்கு அலைகள் எழுவதில்லை, ஏனெனில் அவற்றில்

துகள்களின் நிலையான நிலைகள் இல்லை.

குறிப்பிட்ட கால வெளிப்புற தாக்கம் அவ்வப்போது அலைகளை ஏற்படுத்துகிறது.

ஹார்மோனிக் அலை- நடுத்தர துகள்களின் இணக்கமான அதிர்வுகளால் உருவாக்கப்பட்ட அலை.

அலைநீளம்- அதன் மூலத்தின் அலைவு காலத்தில் அலை பரவும் தூரம்:

இயந்திர அலை வேகம்- ஊடகத்தில் தொந்தரவு பரவும் வேகம். துருவமுனைப்பு என்பது ஒரு ஊடகத்தில் உள்ள துகள்களின் அதிர்வுகளின் திசைகளை வரிசைப்படுத்துவதாகும்.

துருவமுனைப்பு விமானம்- நடுத்தரத்தின் துகள்கள் அலையில் அதிர்வுறும் விமானம். நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட இயந்திர அலை என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் (கோடு) துகள்கள் ஊசலாடும் அலை.

போலரைசர்- ஒரு குறிப்பிட்ட துருவமுனைப்பு அலையை வெளியிடும் சாதனம்.

நிற்கும் அலை- இரண்டு ஹார்மோனிக் அலைகளின் சூப்பர்போசிஷனின் விளைவாக உருவாகும் அலை, ஒன்றுக்கொன்று பரவுகிறது மற்றும் ஒரே கால அளவு, வீச்சு மற்றும் துருவமுனைப்பு.

நிற்கும் அலை எதிர்முனைகள்- அலைவுகளின் அதிகபட்ச வீச்சு கொண்ட புள்ளிகளின் நிலை.

நிற்கும் அலை முனைகள்- அலைவு வீச்சு பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் அசையாத அலை புள்ளிகள்.

சரத்தின் நீளம் l, முனைகளில் நிலையானது, குறுக்கு நிலை அலைகளின் முழு எண் n அரை-அலைகள் பொருந்தும்:

இத்தகைய அலைகள் அலைவு முறைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

தன்னிச்சையான முழு எண் n > 1க்கான அதிர்வு முறை nth ஹார்மோனிக் அல்லது nth ஓவர்டோன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. n = 1க்கான அதிர்வு முறையானது அதிர்வுக்கான முதல் ஹார்மோனிக் அல்லது அடிப்படை முறை என அழைக்கப்படுகிறது. ஒலி அலைகள் என்பது ஒரு ஊடகத்தில் உள்ள மீள் அலைகள் ஆகும், இது மனிதர்களுக்கு செவிப்புல உணர்வுகளை ஏற்படுத்துகிறது.

ஒலி அலைகளுடன் தொடர்புடைய அதிர்வுகளின் அதிர்வெண் 16 ஹெர்ட்ஸ் முதல் 20 கிலோஹெர்ட்ஸ் வரை இருக்கும்.

ஒலி அலைகளின் பரவலின் வேகம் துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் பரிமாற்றத்தின் வேகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒரு திடமான v p இல் ஒலியின் வேகம், ஒரு விதியாக, ஒரு திரவ v l இல் உள்ள ஒலியின் வேகத்தை விட அதிகமாக உள்ளது, இது ஒரு வாயு v g இல் ஒலியின் வேகத்தை மீறுகிறது.

ஒலி சமிக்ஞைகள் பிட்ச், டிம்ப்ரே மற்றும் வால்யூம் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒலி அதிர்வுகளின் மூலத்தின் அதிர்வெண்ணால் ஒலியின் சுருதி தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அதிக அதிர்வு அதிர்வெண், அதிக ஒலி; குறைந்த அதிர்வெண்களின் அதிர்வுகள் குறைந்த ஒலிகளுக்கு ஒத்திருக்கும். ஒலியின் ஒலி அதிர்வுகளின் வடிவத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒரே காலகட்டத்தைக் கொண்ட அதிர்வுகளின் வடிவத்தில் உள்ள வேறுபாடு அடிப்படை முறை மற்றும் மேலோட்டத்தின் வெவ்வேறு ஒப்பீட்டு வீச்சுகளுடன் தொடர்புடையது. ஒலியின் சத்தம் ஒலியின் தீவிரத்தின் அளவைக் கொண்டு வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒலி தீவிரம் என்பது 1 வினாடியில் 1 மீ 2 பரப்பளவில் ஒலி அலைகளின் ஆற்றல் ஆகும்.

ஒரு இயந்திர அல்லது மீள் அலை என்பது ஒரு மீள் ஊடகத்தில் அதிர்வுகளை பரப்பும் செயல்முறையாகும். எடுத்துக்காட்டாக, அதிர்வுறும் சரம் அல்லது ஸ்பீக்கர் டிஃப்பியூசரைச் சுற்றி காற்று அதிரத் தொடங்குகிறது - சரம் அல்லது ஸ்பீக்கர் ஒலி அலைகளின் ஆதாரமாக மாறியுள்ளது.

ஒரு இயந்திர அலை ஏற்படுவதற்கு, இரண்டு நிபந்தனைகள் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும்: அலை மூலத்தின் இருப்பு (அது எந்த ஊசலாடும் உடலாகவும் இருக்கலாம்) மற்றும் ஒரு மீள் ஊடகம் (வாயு, திரவம், திடமானது).

அலையின் காரணத்தைக் கண்டுபிடிப்போம். ஊசலாடும் உடலைச் சுற்றியுள்ள ஊடகத்தின் துகள்களும் ஏன் ஊசலாடத் தொடங்குகின்றன?

ஒரு பரிமாண மீள் ஊடகத்தின் எளிய மாதிரியானது நீரூற்றுகளால் இணைக்கப்பட்ட பந்துகளின் சங்கிலி ஆகும். பந்துகள் மூலக்கூறுகளின் மாதிரிகள், அவற்றை இணைக்கும் நீரூற்றுகள் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்திகளை மாதிரியாகக் கொண்டுள்ளன.

முதல் பந்து அதிர்வெண் ω உடன் ஊசலாடுகிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். ஸ்பிரிங் 1-2 சிதைந்தது, ஒரு மீள் சக்தி அதில் தோன்றுகிறது, அதிர்வெண் ω உடன் மாறுபடும். வெளிப்புற அவ்வப்போது மாறும் சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ், இரண்டாவது பந்து கட்டாய அலைவுகளைச் செய்யத் தொடங்குகிறது. கட்டாய அலைவுகள் எப்போதும் வெளிப்புற உந்து சக்தியின் அதிர்வெண்ணில் நிகழும் என்பதால், இரண்டாவது பந்தின் அலைவு அதிர்வெண் முதல் அலைவு அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துப்போகும். இருப்பினும், இரண்டாவது பந்தின் கட்டாய அலைவுகள் வெளிப்புற உந்து சக்தியுடன் தொடர்புடைய சில கட்ட தாமதத்துடன் ஏற்படும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இரண்டாவது பந்து முதல் பந்தை விட சற்று தாமதமாக ஊசலாடத் தொடங்கும்.

இரண்டாவது பந்தின் ஊசலாட்டங்கள் ஸ்பிரிங் 2-3 இன் அவ்வப்போது மாறும் சிதைவை ஏற்படுத்தும், இது மூன்றாவது பந்தை ஊசலாடச் செய்யும். இவ்வாறு, சங்கிலியில் உள்ள அனைத்து பந்துகளும் முதல் பந்தின் அலைவு அதிர்வெண்ணுடன் ஊசலாட்ட இயக்கத்தில் மாறி மாறி ஈடுபடும்.

வெளிப்படையாக, ஒரு மீள் ஊடகத்தில் அலை பரவுவதற்கான காரணம் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் இருப்பு ஆகும். அலையில் உள்ள அனைத்து துகள்களின் அலைவு அதிர்வெண் ஒரே மாதிரியானது மற்றும் அலை மூலத்தின் அலைவு அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துப்போகிறது.

ஒரு அலையில் உள்ள துகள்களின் அதிர்வுகளின் தன்மையின் அடிப்படையில், அலைகள் குறுக்கு, நீளமான மற்றும் மேற்பரப்பு என பிரிக்கப்படுகின்றன.

IN நீளமான அலைஅலை பரவலின் திசையில் துகள் அலைவு ஏற்படுகிறது.

ஒரு நீளமான அலையின் பரவலானது ஊடகத்தில் பதற்றம்-அமுக்கம் சிதைவின் நிகழ்வுடன் தொடர்புடையது. நடுத்தரத்தின் நீட்டிக்கப்பட்ட பகுதிகளில், பொருளின் அடர்த்தியில் குறைவு காணப்படுகிறது - அரிதான விளைவு. நடுத்தரத்தின் சுருக்கப்பட்ட பகுதிகளில், மாறாக, பொருளின் அடர்த்தியில் அதிகரிப்பு உள்ளது - ஒடுக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த காரணத்திற்காக, ஒரு நீளமான அலையானது ஒடுக்கம் மற்றும் அரிதான பகுதிகளின் இடைவெளியில் இயக்கத்தைக் குறிக்கிறது.

இழுவிசை-அமுக்க உருமாற்றம் எந்த மீள் ஊடகத்திலும் ஏற்படலாம், எனவே நீளமான அலைகள் வாயுக்கள், திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களில் பரவுகின்றன. நீளமான அலைக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஒலி.

IN குறுக்கு அலைதுகள்கள் அலை பரவலின் திசைக்கு செங்குத்தாக ஊசலாடுகின்றன.

ஒரு குறுக்கு அலையின் பரவலானது ஊடகத்தில் வெட்டு சிதைவின் நிகழ்வுடன் தொடர்புடையது. இந்த வகையான சிதைவு திடப்பொருட்களில் மட்டுமே இருக்க முடியும், எனவே குறுக்கு அலைகள் திடப்பொருட்களில் பிரத்தியேகமாக பரவுகிறது. வெட்டு அலைக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு நில அதிர்வு S- அலை.

மேற்பரப்பு அலைகள்இரண்டு ஊடகங்களுக்கு இடையிலான இடைமுகத்தில் எழுகிறது. ஊடகத்தின் அதிர்வுறும் துகள்கள் குறுக்குவெட்டு, மேற்பரப்புக்கு செங்குத்தாக மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி திசையன்களின் நீளமான கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் அலைவுகளின் போது, ​​நடுத்தரத்தின் துகள்கள் மேற்பரப்பில் செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் நீள்வட்டப் பாதைகளை விவரிக்கின்றன மற்றும் அலையின் பரவல் திசையை கடந்து செல்கின்றன. மேற்பரப்பு அலைகளின் எடுத்துக்காட்டுகள் நீரின் மேற்பரப்பில் உள்ள அலைகள் மற்றும் நில அதிர்வு L- அலைகள்.

அலை முன் என்பது அலை செயல்முறை அடைந்த புள்ளிகளின் வடிவியல் இருப்பிடமாகும். அலை முன் வடிவம் வேறுபட்டிருக்கலாம். மிகவும் பொதுவானது விமானம், கோள மற்றும் உருளை அலைகள்.

தயவுசெய்து கவனிக்கவும் - அலை முன் எப்போதும் அமைந்துள்ளது செங்குத்தாகஅலை பரவும் திசை! அலை முனையின் அனைத்து புள்ளிகளும் ஊசலாடத் தொடங்கும் ஒரு கட்டத்தில்.

அலை செயல்முறையை வகைப்படுத்த, பின்வரும் அளவுகள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன:

1. அலை அலைவரிசைν என்பது அலையில் உள்ள அனைத்து துகள்களின் அதிர்வு அதிர்வெண் ஆகும்.

2. அலை வீச்சு A என்பது அலையில் உள்ள துகள்களின் அதிர்வு வீச்சு ஆகும்.

3. அலை வேகம்υ என்பது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு அலை செயல்முறை (தொந்தரவு) பரவும் தூரம்.

தயவுசெய்து கவனிக்கவும் - அலையின் வேகம் மற்றும் அலையில் உள்ள துகள்களின் அலைவு வேகம் ஆகியவை வெவ்வேறு கருத்துக்கள்! அலையின் வேகம் இரண்டு காரணிகளைப் பொறுத்தது: அலையின் வகை மற்றும் அலை பரவும் ஊடகம்.

பொதுவான முறை இதுதான்: திடப்பொருளில் ஒரு நீளமான அலையின் வேகம் திரவங்களை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் திரவங்களின் வேகம் வாயுக்களின் அலையின் வேகத்தை விட அதிகமாக உள்ளது.

இந்த வடிவத்திற்கான உடல் காரணத்தைப் புரிந்துகொள்வது கடினம் அல்ல. அலை பரவலுக்கான காரணம் மூலக்கூறுகளின் தொடர்பு ஆகும். இயற்கையாகவே, மூலக்கூறுகளின் தொடர்பு வலுவாக இருக்கும் சூழலில் தொந்தரவு வேகமாக பரவுகிறது.

அதே ஊடகத்தில், முறை வேறுபட்டது - நீளமான அலையின் வேகம் குறுக்கு அலையின் வேகத்தை விட அதிகமாக உள்ளது.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு திடப்பொருளில் ஒரு நீளமான அலையின் வேகம், அங்கு E என்பது பொருளின் மீள் மாடுலஸ் (யங் மாடுலஸ்), ρ என்பது பொருளின் அடர்த்தி.

ஒரு திடத்தில் வெட்டு அலை வேகம், N என்பது வெட்டு மாடுலஸ். அனைத்து பொருட்களுக்கும், பின்னர். பூகம்பத்தின் மூலத்திற்கான தூரத்தை தீர்மானிப்பதற்கான முறைகளில் ஒன்று, நீளமான மற்றும் குறுக்கு நில அதிர்வு அலைகளின் வேகத்தில் உள்ள வேறுபாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

நீட்டப்பட்ட தண்டு அல்லது சரத்தில் ஒரு குறுக்கு அலையின் வேகம் டென்ஷன் விசை F மற்றும் ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கு நிறை μ மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

4. அலைநீளம்λ என்பது சமமாக ஊசலாடும் புள்ளிகளுக்கு இடையே உள்ள குறைந்தபட்ச தூரம்.

நீரின் மேற்பரப்பில் பயணிக்கும் அலைகளுக்கு, அலைநீளம் இரண்டு அருகில் உள்ள கூம்புகள் அல்லது அருகிலுள்ள தொட்டிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் என எளிதில் வரையறுக்கப்படுகிறது.

ஒரு நீளமான அலைக்கு, அலைநீளமானது இரண்டு அருகாமையில் உள்ள ஒடுக்கங்கள் அல்லது அரிதான செயல்களுக்கு இடையே உள்ள தூரமாகக் காணலாம்.

5. அலை பரவல் செயல்பாட்டின் போது, ​​நடுத்தரத்தின் பிரிவுகள் ஊசலாட்ட செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ளன. ஒரு ஊசலாடும் ஊடகம், முதலில், நகர்கிறது, எனவே இயக்க ஆற்றல் உள்ளது. இரண்டாவதாக, அலை பயணிக்கும் ஊடகம் சிதைந்து, அதனால் ஆற்றல் திறன் கொண்டது. அலை பரவல் என்பது ஊடகத்தின் உற்சாகமில்லாத பகுதிகளுக்கு ஆற்றலை மாற்றுவதுடன் தொடர்புடையது என்பதைக் காண்பது எளிது. ஆற்றல் பரிமாற்ற செயல்முறையை வகைப்படுத்த, அறிமுகப்படுத்தவும் அலை தீவிரம் ஐ.

ஒரு கல்லை தண்ணீரில் வீசுவதன் மூலம் இயந்திர அலைகள் என்ன என்பதை நீங்கள் கற்பனை செய்யலாம். அதன் மீது தோன்றும் வட்டங்கள் மற்றும் மாறி மாறி வரும் தாழ்வுகள் மற்றும் முகடுகள் இயந்திர அலைகளுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. அவற்றின் சாராம்சம் என்ன? இயந்திர அலைகள் மீள் ஊடகத்தில் அதிர்வுகளை பரப்பும் செயல்முறையாகும்.

திரவ பரப்புகளில் அலைகள்

இத்தகைய இயந்திர அலைகள் திரவத் துகள்களின் மீது உள்ள மூலக்கூறு இடைவினை சக்திகள் மற்றும் ஈர்ப்பு விசையின் செல்வாக்கின் காரணமாக உள்ளன. மக்கள் நீண்ட காலமாக இந்த நிகழ்வைப் படித்து வருகின்றனர். மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கவை கடல் மற்றும் கடல் அலைகள். காற்றின் வேகம் அதிகரிக்கும் போது, ​​அவை மாறி, அவற்றின் உயரம் அதிகரிக்கிறது. அலைகளின் வடிவமும் மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. கடலில் அவர்கள் பயமுறுத்தும் விகிதாச்சாரத்தை அடையலாம். சக்தியின் மிகத் தெளிவான எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்று சுனாமி அதன் பாதையில் உள்ள அனைத்தையும் அடித்துச் செல்கிறது.

கடல் மற்றும் கடல் அலைகளின் ஆற்றல்

கரையை அடைந்து, ஆழத்தில் கூர்மையான மாற்றத்துடன் கடல் அலைகள் அதிகரிக்கும். அவை சில நேரங்களில் பல மீட்டர் உயரத்தை அடைகின்றன. அத்தகைய தருணங்களில், ஒரு பெரிய நீர் கடலோர தடைகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, அவை அதன் செல்வாக்கின் கீழ் விரைவாக அழிக்கப்படுகின்றன. சர்ஃப் வலிமை சில நேரங்களில் மகத்தான நிலைகளை அடையும்.

மீள் அலைகள்

இயக்கவியலில், அவை ஒரு திரவத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள அதிர்வுகளை மட்டுமல்ல, மீள் அலைகள் என்று அழைக்கப்படுவதையும் படிக்கின்றன. இவை மீள் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் வெவ்வேறு ஊடகங்களில் பரவும் தொந்தரவுகள். அத்தகைய இடையூறு சமநிலை நிலையில் இருந்து கொடுக்கப்பட்ட ஊடகத்தின் துகள்களின் ஏதேனும் விலகலைக் குறிக்கிறது. எலாஸ்டிக் அலைகளுக்கு ஒரு தெளிவான உதாரணம் ஒரு நீண்ட கயிறு அல்லது ரப்பர் குழாய் ஏதாவது ஒரு முனையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. நீங்கள் அதை இறுக்கமாக இழுத்து, பின்னர் ஒரு கூர்மையான பக்கவாட்டு இயக்கத்துடன் இரண்டாவது (பாதுகாப்பற்ற) முடிவில் ஒரு இடையூறுகளை உருவாக்கினால், அது எவ்வாறு கயிற்றின் முழு நீளத்திலும் ஆதரவுக்கு "ஓடுகிறது" மற்றும் மீண்டும் பிரதிபலிக்கிறது என்பதை நீங்கள் பார்க்கலாம்.

ஆரம்ப இடையூறு நடுத்தர அலையின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. இது சில வெளிநாட்டு உடலின் செயல்பாட்டால் ஏற்படுகிறது, இது இயற்பியலில் அலை மூலம் அழைக்கப்படுகிறது. அது ஒரு கயிற்றை ஆடும் நபரின் கையாக இருக்கலாம் அல்லது தண்ணீரில் வீசப்பட்ட ஒரு கூழாங்கல். மூலத்தின் செயல்பாடு குறுகிய காலமாக இருக்கும்போது, ​​​​ஒரு ஒற்றை அலை பெரும்பாலும் நடுத்தரத்தில் தோன்றும். "தொந்தரவு" நீண்ட அலைகளை உருவாக்கும் போது, ​​அவை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக தோன்றத் தொடங்குகின்றன.

இயந்திர அலைகள் ஏற்படுவதற்கான நிபந்தனைகள்

இந்த வகையான அலைவு எப்போதும் ஏற்படாது. அவற்றின் தோற்றத்திற்கு அவசியமான நிபந்தனை, குறிப்பாக, நெகிழ்ச்சித்தன்மையைத் தடுக்கும் சக்திகளின் சுற்றுச்சூழலின் தொந்தரவு நேரத்தில் தோற்றம். அவை பிரிந்து செல்லும் போது அண்டை துகள்களை நெருக்கமாக கொண்டு வர முனைகின்றன, மேலும் அவை ஒருவருக்கொருவர் நெருங்கும்போது அவற்றை ஒருவருக்கொருவர் தள்ளிவிடுகின்றன. மீள் சக்திகள், இடையூறுகளின் மூலத்திலிருந்து தொலைவில் உள்ள துகள்களில் செயல்படுகின்றன, அவற்றை சமநிலையிலிருந்து வெளியேற்றத் தொடங்குகின்றன. காலப்போக்கில், ஊடகத்தின் அனைத்து துகள்களும் ஒரு ஊசலாட்ட இயக்கத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன. இத்தகைய அலைவுகளின் பரவல் ஒரு அலை.

மீள் ஊடகத்தில் இயந்திர அலைகள்

ஒரு மீள் அலையில், ஒரே நேரத்தில் 2 வகையான இயக்கங்கள் உள்ளன: துகள் அலைவு மற்றும் இடையூறுகளின் பரவல். ஒரு இயந்திர அலை நீளமானது என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதன் துகள்கள் அதன் பரவலின் திசையில் ஊசலாடுகின்றன. ஒரு குறுக்கு அலை என்பது ஒரு அலை ஆகும், அதன் நடுத்தர துகள்கள் அதன் பரவலின் திசையில் ஊசலாடுகின்றன.

இயந்திர அலைகளின் பண்புகள்

ஒரு நீளமான அலையில் ஏற்படும் இடையூறுகள் அரிதான தன்மை மற்றும் சுருக்கத்தைக் குறிக்கின்றன, மேலும் குறுக்கு அலையில் அவை மற்றவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது நடுத்தரத்தின் சில அடுக்குகளின் மாற்றங்களை (இடப்பெயர்வுகள்) குறிக்கின்றன. சுருக்க உருமாற்றம் மீள் சக்திகளின் தோற்றத்துடன் சேர்ந்துள்ளது. இந்த வழக்கில், இது திடப்பொருட்களில் பிரத்தியேகமாக மீள் சக்திகளின் தோற்றத்துடன் தொடர்புடையது. வாயு மற்றும் திரவ ஊடகங்களில், இந்த ஊடகங்களின் அடுக்குகளின் மாற்றம் குறிப்பிடப்பட்ட சக்தியின் தோற்றத்துடன் இல்லை. அவற்றின் பண்புகள் காரணமாக, நீளமான அலைகள் எந்த ஊடகத்திலும் பரவ முடியும், அதே சமயம் குறுக்கு அலைகள் திட ஊடகங்களில் பிரத்தியேகமாக பரவுகின்றன.

திரவங்களின் மேற்பரப்பில் அலைகளின் அம்சங்கள்

ஒரு திரவத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள அலைகள் நீளமாகவோ அல்லது குறுக்காகவோ இல்லை. அவை மிகவும் சிக்கலான, நீளமான-குறுக்குவெட்டு தன்மை என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், திரவ துகள்கள் ஒரு வட்டத்தில் அல்லது நீளமான நீள்வட்டங்களில் நகரும். திரவத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள துகள்கள், குறிப்பாக பெரிய அதிர்வுகளுடன், அலை பரவும் திசையில் மெதுவாக ஆனால் தொடர்ச்சியான இயக்கத்துடன் இருக்கும். தண்ணீரில் உள்ள இயந்திர அலைகளின் இந்த பண்புகள்தான் கரையில் பல்வேறு கடல் உணவுகளின் தோற்றத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

இயந்திர அலை அதிர்வெண்

அதன் துகள்களின் அதிர்வு ஒரு மீள் ஊடகத்தில் (திரவ, திட, வாயு) தூண்டப்பட்டால், அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்பு காரணமாக அது u வேகத்தில் பரவுகிறது. எனவே, ஒரு வாயு அல்லது திரவ ஊடகத்தில் ஊசலாடும் உடல் இருந்தால், அதன் இயக்கம் அதை ஒட்டிய அனைத்து துகள்களுக்கும் பரவத் தொடங்கும். அடுத்தவர்களை செயல்பாட்டில் ஈடுபடுத்துவார்கள். இந்த வழக்கில், நடுத்தரத்தின் அனைத்து புள்ளிகளும் ஒரே அதிர்வெண்ணில் ஊசலாடத் தொடங்கும், இது ஊசலாடும் உடலின் அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும். இது அலையின் அதிர்வெண். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இந்த அளவை அலை பரப்பும் ஊடகத்தில் புள்ளிகளாக வகைப்படுத்தலாம்.

இந்த செயல்முறை எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பது உடனடியாகத் தெரியவில்லை. இயந்திர அலைகள் அதிர்வு இயக்கத்தின் ஆற்றலை அதன் மூலத்திலிருந்து நடுத்தரத்தின் சுற்றளவுக்கு மாற்றுவதுடன் தொடர்புடையது. இந்த செயல்பாட்டின் போது, ​​காலமுறை சிதைவுகள் என்று அழைக்கப்படுபவை எழுகின்றன, ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு மாற்றப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், ஊடகத்தின் துகள்கள் அலையுடன் நகர்வதில்லை. அவை அவற்றின் சமநிலை நிலைக்கு அருகில் ஊசலாடுகின்றன. அதனால்தான் ஒரு இயந்திர அலையின் பரவலானது ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு பொருள் பரிமாற்றத்துடன் இல்லை. இயந்திர அலைகள் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, அவை வரம்புகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு ஒரு சிறப்பு அளவுகோல் உருவாக்கப்பட்டது. அதிர்வெண் ஹெர்ட்ஸ் (Hz) இல் அளவிடப்படுகிறது.

அடிப்படை சூத்திரங்கள்

இயந்திர அலைகள், கணக்கீட்டு சூத்திரங்கள் மிகவும் எளிமையானவை, படிக்க ஒரு சுவாரஸ்யமான பொருள். அலையின் வேகம் (υ) என்பது அதன் முன்பக்கத்தின் இயக்கத்தின் வேகம் (ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் ஊடகத்தின் அதிர்வு அடைந்த அனைத்து புள்ளிகளின் வடிவியல் இருப்பிடம்):

இதில் ρ என்பது நடுத்தரத்தின் அடர்த்தி, G என்பது மீள் மாடுலஸ்.

கணக்கிடும்போது, ​​​​ஒரு ஊடகத்தில் ஒரு இயந்திர அலையின் வேகத்தை செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள ஊடகத்தின் துகள்களின் இயக்கத்தின் வேகத்துடன் குழப்பக்கூடாது, எடுத்துக்காட்டாக, காற்றில் ஒரு ஒலி அலை சராசரி அதிர்வு வேகத்துடன் பரவுகிறது அதன் மூலக்கூறுகள் 10 மீ/வி, சாதாரண நிலையில் ஒலி அலையின் வேகம் 330 மீ/வி ஆகும்.

அலை முன் பல்வேறு வகைகள் உள்ளன, அவற்றில் எளிமையானவை:

கோளமானது - வாயு அல்லது திரவ ஊடகத்தில் ஏற்படும் அதிர்வுகளால் ஏற்படுகிறது. அலையின் வீச்சு தொலைவின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் மூலத்திலிருந்து தூரத்துடன் குறைகிறது.

பிளாட் - அலை பரவலின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் ஒரு விமானம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மூடிய பிஸ்டன் சிலிண்டரில் ஊசலாட்ட இயக்கங்களைச் செய்யும்போது இது நிகழ்கிறது. ஒரு விமான அலை கிட்டத்தட்ட நிலையான வீச்சால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. தொந்தரவு மூலத்திலிருந்து தூரத்துடன் அதன் சிறிய குறைவு வாயு அல்லது திரவ ஊடகத்தின் பாகுத்தன்மையின் அளவோடு தொடர்புடையது.

அலைநீளம்

நடுத்தரத்தின் துகள்களின் அலைவு காலத்திற்குச் சமமான நேரத்தில் அதன் முன் பகுதி நகர்த்தப்படும் தூரத்தைக் குறிக்கிறது:

λ = υT = υ/v = 2πυ/ ω,

இதில் T என்பது அலைவு காலம், υ என்பது அலை வேகம், ω என்பது சுழற்சி அதிர்வெண், ν என்பது நடுத்தர புள்ளிகளின் அலைவு அதிர்வெண்.

ஒரு இயந்திர அலையின் பரவலின் வேகம் ஊடகத்தின் பண்புகளை முற்றிலும் சார்ந்து இருப்பதால், அதன் நீளம் λ ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு மாறும்போது மாறுகிறது. இந்த வழக்கில், அலைவு அதிர்வெண் ν எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். மெக்கானிக்கல் மற்றும் அவற்றின் பரவலின் போது, ​​ஆற்றல் மாற்றப்படுகிறது, ஆனால் பொருள் மாற்றப்படாது.