Звук. Характеристики звука (высота, громкость). Интерференция и дифракция звуковых волн.

Примером продольных воли являются звуковые волны. Звук характеризуется высотой звука и его громкостью. Высота, звука определяется частотой - чем больше частота, том выше тон звука. Пределы слышимости человеческого уха - 20 - 20000 Гц (1 Гц -одно колебание в секунду). Громкость связана с. интенсивностью звуковой волны. Нижний предел слышимости I₀ = 10^-12 Вт/м², болевой предел I₀ = 1 Вт/м². Громкость звука измеряют по шкале децибел (дБ) β — I0lg(I/I₀). (Разговор - 65 ДБ, реактивный самолет - 140 дБ). Скорость звука зависит от среды: воздух - 340 м/с, вода 1480 м/с, железо - 5800 м/с.

Интерференция возникает при прохождении нескольких волн через одну и ту же область пространства. При этом амплитуда может возрастать – конструктивная интерференция, а может уменьшаться – диструктивная интерференция.

Дифракция – это способность волн огибать препятствия и заходить в область тени. Дифракционные явления зависят от соотношения длины волны и размеров препятствия.

Если на пути волны встретится препятствие или закончится среда, в которой распространяется волна, то произойдет отражение волны. При этом за препятствие уходит отраженная волна с разностью фазы на π, а обратно без изменения фазы.

При интерференции падающей и отраженной волны может возникнуть стоячая волна. Стоячие волны возникают при определенной частоте или длине волны, имеют резонансный характер

 

28. Неинарц-е ситемы отсчёта. Центроб-\ сила, сила Кориолиса. Если сист. K’ движ. отн-но инерц. сист. К с ускорением a, то такую сист. наз-т неинерц-й. В неинерц. Сист., вращ. С угловой скоростью ω, возникает центробеж. Сила инерции.

Центр-я сила. Сила инерции, кот действует в напр-ии радиуса круг. орбиты от центра вращения.

F_цб = mV²/r; F_цб = mω ²r;

F_цб = m4π ²r/T² ; F_цб = -F_цс

Сила Кориолиса.Сила, действ. на тело, кот. движется по вращ-ся системе. Действует перп-но скорости движения по круг. орбите (поперечная сила). Если смотреть сверху, то она действует в напр-ии направо при условии, что сист. вращ-ся против час. стрелки (отклонение пассата; з-н Бора: вымывание правого ьерега рек текущих в юж. напр. сев. полушария; нагрузка на правый рельс у поездов южного напр-я в сев. полушарии).

F_k = 2mVω

 

 

 

29. Опыт Майкельсона-Морли. Опыт и значение. Опыт Майкельсона-Морли док. независимость скорости света от движения Земли.

Монохроматический свет от источника S падает на разделительную пластинку Р, которая состоит из двух одинаковой толщины плоско║ -ых стеклю пластин, склеенных друг с другом. Одна покрыта полупрозрачным тонким слоем Ag или Al. Плас. Р разделяет падающий на неё пучок на два взаимно ┴ -ых пучка 1 и 2 одинаковой интенсивности. Пучок 1, отраж-ый затем от зеркала З₁, втрично падает на пластинку Р, где разделяется на 2 части. Одна из них отр. В сторону зрит-ой трубы Т, другая идёт к источнику S. Пучок 2, прошедший пл. Р, отр-ся от З₂, возвр-ся к Р, где расчл-ся на 2 части, одна из которых попадает в трубу Т. Т. о., от S получаются 2 пучка пр-но одинаковой амплитуды, кот. распр-ся после разделительного слоя Р в разных «плечах» интерферометра, затем снова встречаются и создают при условии соблюдения временной и пространственной когерентности интерференционную картину в фокальной пл-ти объектива зрит-ой трубы. З-ло З₁ неподвижно, а з-ло З₂ можно перемещать поступ-но и изменять его наклон. Заменим мысленно з-ло З₁ его мнимым изображением З₁´ (в полупрозрчном «з-ле» Р). Тогда пучки 1´ и 2´ можно рассм. как возникающие при отражении от прозр. «пластнки», огран-ой пл-ми З₁´ и З₂´.

30. Принцип теории относительности. Преобразование Лоренца. Инвариантность интервала

1. Принцип относительности. Никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведен­ные внутри данной инерциальной сиcтемы отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта систе­ма или движется равномерно и прямолинейно: все законы природы инвари­антны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. +

• 2. Принцип инвариантности ско­рости света. Скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциаль-ных системах отсчета. +

Если системы отсчета движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно и в одной из них справедливы законы динамики Ньютона, то эти системы являются инерциальными. Г. Галилей установил, что во всех инерциальных системах отсчета законы классической динамики имеют одинаковую форму: в этом заключается суть механического принципа относительности (принципа относительности Галилея).

Преобразования Галилея: x=x’+Vt’, y=y’, z=z’, t=t’.

Инвариантность длины и интервала времени. Расстояние между двумя точками Р₁ и Р₂ можно выразить через координаты этих точек в системе К: l= и именно это расстояние измеряет на­блюдатель в системе отсчета К. Для наблюдателя же в системе отсчета К' координаты тех же точек будут другими, и он определит расстояние между ними как l’= Из преобразований Галилея следует, что х'₂ — х’₁ = х₂— х₁ и аналогично для других координат, так что l=l’. Иными словами, оба наблюдателя находят одно и то же значение для расстояния между двумя точками — дли­на инвариантна по отношению к преобразованиям Галилея.

Аналогичным образом, очевидно, инвариантны интервалы времени для обоих наблюдателей: Dt=t₂--t₁= х'₂ — х’₁=₌Dt’.

Если два события одновременны( t₂--t₁), то временной интервал между ними равен нулю. Вследствие инвариантности это же справедливо и в системе отсчета К’ то есть данные события одновременны в любой инерциальной системе отсчета.

Инвариантность интервала. Пусть даны два события: одно произошло в момент времени t₁, в точке с координатами x₁, y₁, z₁, а второе — в момент времени t₂ в точке с координатами x₂, y₂, z₂. Интервалом между событиями называется величина S₁₂= . Поставив над координатами и временами штрихи, мы получим величину интервала S’₁₂ между этими же событиями в другой системе отсчета: S₁₂₌S’₁₂. Таким образом, величина интервала является инвариантом относительно преобразований Лоренца. S₁₂=

Преобразования Лоренца, оставляющие инвариантными уравнения теории электромагнетизма, имеют вид: x’=(x-Vt)/ , y’=y, z’=z, t’=(x-Vx/c²), x=(x’+Vt’)/ , y=y’, z=z’, t=(t’+Vx’/c²)/

Как видно, здесь преобразуются не только пространственные координаты, но и время, в отличие от преобразований Галилея.

Следствие преобразований Лоренца: не может быть объектов, движущихся быстрее света.С такими объектами можно было бы связать систему отсчета, а при V> с для координат и времени по­лучатся мнимые значения. Выходит, что скорость света играет роль предельно возможной ско­рости распространения сигнала.

 

32. Релятивистский импульс. Полная и кинет-я эн-я тела при больших скор-х.. p = mV; dp/dt = F

Если возьмём преобразования Лоренца, то з-н сохранения p не получается.

p = mV/√ (1-V²/c²) – импульс (Энштейн)

m/√ (1-V²/c²) – релятивистская масса

E = mc²/√ (1-V²/c²)

E = mc²

 

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Билет 9 Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.. Метод зон Френеля.
2. Биты ритмичной музыки отдаются гулом в голове, а коктейль, бокал с которым я успел осушить, в купе с оглушающими звуками еще больше “размягчал” мой мозг.
3. Вопрос 6 .Интерференция поляризованного света. Вращение плоскости поляризации.
4. ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКИХ СВЕТОВЫХ ВОЛН
5. Дифракция света. Метод зон Френеля. Дифракция света на круглом отверстии и диске.
6. Дифракция фраунгофера и спектральное разложение
7. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке
8. Дифракция Фраунгофера от щели.
9. Интерференция когерентных волн. Амплитуда результирующего колебания при интерференции двух волн, условия максимумов и минимумов амплитуды. Интерференционный спектр.
10. Интерференция на тонких пленках.
11. Интерференция света в тонких плёнках