Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Поток энергии и интенсивность волны




Волновой поток связан с распространением энергии. Энергия, переносимая упругой волной, складывается из потенциальной энергии деформации и кинетической энергии колеблющихся частиц. Количественной характеристикой перенесённой энергии является поток энергии. Поток энергии волн равен отношению энергии, переносимой волнами через некоторую поверхность, к времени, в течение которого эта энергия перенесена:

Выделим объем среды, в котором распространяется волна в виде прямоугольного параллелепипеда:

 - площадь основания параллелепипеда.

- скорость, численно равная длине ребра и совпадает с направлением распространения волны.

Тогда за 1 секунду сквозь площадку  пройдет та энергия, которой обладают колеблющиеся частицы в объеме параллелепипеда . Это и есть поток энергии волн:

где  - средняя объемная плотность энергии колебательного движения – это среднее значение энергии колебательного движения частиц, участвующих в волновом процессе и расположенных в 1м3.

Поток энергии волн, отнесенный к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волн называется плотностью потока энергии волн или интенсивностью волны.

Или в векторной форме:

- вектор Умова.

Он показывает направление распространения волн и равен потоку энергии волн, проходящему через единичную площадь перпендикулярно этому направлению.

Объемная плотность энергии определяется по формуле:

где, - плотность среды

– амплитуда колебаний точек среды

 - частота колебаний

Тогда:

Таким образом, плотность потока энергии упругих волн пропорциональна плотности среды, квадрату амплитуды колебания частиц, квадрату частоты колебаний и скорости распространения волны.

 

Ударные волны

Ударная волна, достигая биологических объектов способна причинить смерть, так как такая волна имеет высокую энергию.

Один из примеров механической волны – это звуковая волна, для которой максимальная скорость колебания отдельной молекулы воздуха составляет несколько см/сек, что значительно меньше скорости звука в воздухе  и это соответствует малым возмущениям среды.

При больших возмущениях среды (взрыв, сверхзвуковое движение тел, мощный электрический разряд, ядерный взрыв и т.д.) скорость колеблющихся частиц среды может стать сравнимой со скоростью звука и при этом возникает ударная волна.

Например: при взрыве высоко нагретые продукты, обладающие большой плотностью, расширяются и при этом сжимают слои окружающего воздуха. С течением времени объем сжатого воздуха возрастает. Тонкую переходную область, которая отделяет сжатый воздух от невозмущённого называют ударной волной.

Представим скачок плотности газа при распространении в нем ударной волны (рис 1):

На рис. 2 показано изменение плотности среды при прохождении звуковой волны.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 438 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...

2492 - | 2239 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.