Волновые процессы. Параметры, описывающие волновые процессы. Уравнение бегущей волны

Волновой процесс (волна) – процесс распространения колебаний в сплошной среде.

Осн. св-во волн – перенес энергии без переноса вещества.

Упругие волны – мех. возмущения, распространяющиеся в упругой среде.

-продольные и поперечные

Продольные – волны, в которых частицы среды колеблются в направлении распространения волны

Возникают при деформации сжатия и растяжения. Распространяются в тв, ж и г телах.

Поперечные – волны, в которых частицы среды колеблются в плоскостях перпендикулярно направлению распространению волн.

Возникают при деформации сдвига. Распространяются только в твёрдых телах.

Фронт волны – геом. место точек, до которых доходит возмущение в момент времени t.

Волновая поверхность – геом. место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.

Число волновых поверхностей бесконечно. Волновые поверхности неподвижны.

В зависимости от формы волновой поверхности различают:

-плоские волны – в/п – парал. плоскости

-сферические волны – в/п – концентрические сферы

Длина волны – расстояние между 2 точками, колеблющимися в одинаковой фазе: λ=νT.

Ур. волны – выражение, которое задаёт смещение ξ колеб. точки как функцию её координат (x,y,z) и времени t.

Ур. плоской волны: ξ=Acosω(t- ^x/_V) = Acos(ωt-kx)

При поглощении средой энергии волны: ξ=Ae^-βtcos(ωt-kx+φ₀) наблюдается затухание волны (уменьш. интенсивности волны по мере удаления от источника колебаний)

Ур. сферической волны: ξ=^A/_r cosω(t- ^r/_V) = ^A/_r cos(ωt-kr)

При поглощении средой энергии волны: ξ= ^A/_r e^-βtcos(ωt-kr+φ₀)

 

Основные положения и законы МКТ

Термодинамическая система – совокупность тел, составляющих макроскопические систему.

Система может находиться в различных состояниях. Величины, х-ие состояние системы называются параметрами состояния (объём, давление, температура). Связь между параметрами специфична для каждого состояния системы и называется ур. состояния.

МКТ (молекулярно-кинетическая теория) – 3 осн. положения:

1) Все в-ва состоят из атомов и молекул

2) Молекулы непрерывно и хаотически движутся

3) Молекулы взаимодействуют со стенками сосуда и друг с другом.

При описании в МКТ используется понятие ид. газа – газ, для которого:

-размеры молекул немного меньше расстояние между ними

-столкновения молекул между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

Параметры ид. газа:

N – число молекул

N_a – число Авогадро (6,02*10^{23 1}/_моль) – число атомов с 0,012 кг углерода

ν =N/ N_a – кол-во в-ва; отношение числа молекул N в макрообъёме к числу Авогадро

M(μ) – молярная масса – масса одного моля

m₀ – масса одной молекулы

m= m₀N= μν= μ N/ N_a

m₀=M/ N_a, ν=m/μ

n – концентрация молекул – число частиц с единице объёма: n=N/V

n=Nρ/m = Nρ/μν = NρN_a/μN = ρN/μ

 

Основное ур. МКТ: P=¹/₃ m₀n<V_кв>²

P=²/₃n<E_K>

<E_K> - ср. кин. энеригия поступательного движения одной молекулы

2 следствия:

1) P=nkT

R=k N_a – универсальная газовая постоянна, 8,31 Дж/мольК

k – постоянная Больцмана, 1,38*10^-23 Дж/К

2) <E_K> = ³/₂kT

Из этого следствия определяют физ. Смысл температуры: она служит мерой ср. кин. энергии поступательного движения молекул.