Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Волна, являющаяся колебанием материи.
Wave which is an oscillation of matter
В физике механическая волна – это колебание материи, которое, следовательно, переносит энергию через материальную среду. (Вакуум, с классической точки зрения, является нематериальной средой, в которой распространяются электромагнитные волны.) Хотя волны могут распространяться на большие расстояния, перемещение среды, в которой они распространяются – материала – ограничено. Поэтому колеблющийся материал не удаляется далеко от своего исходного положения равновесия. Механические волны могут возникать только в средах, обладающих упругостью и инерцией. Существуют три типа механических волн: поперечные, продольные и поверхностные. Наиболее распространенные примеры механических волн – это волны на воде, звуковые волны и сейсмические волны. Как и все волны, механические волны переносят энергию. Эта энергия распространяется в том же направлении, что и волна. Для возникновения волны требуется начальный приток энергии; после добавления этой начальной энергии волна распространяется в среде до тех пор, пока вся ее энергия не будет передана. В отличие от них, электромагнитным волнам не требуется среда для распространения, хотя они могут распространяться и в ней.
In physics, a mechanical wave is a wave that is an oscillation of matter, and therefore transfers energy through a material medium. (Vacuum is, from classical perspective, a non material medium, where electromagnetic waves propagate.) While waves can move over long distances, the movement of the medium of transmission—the material—is limited. Therefore, the oscillating material does not move far from its initial equilibrium position. Mechanical waves can be produced only in media which possess elasticity and inertia. There are three types of mechanical waves: transverse waves, longitudinal waves, and surface waves. Some of the most common examples of mechanical waves are water waves, sound waves, and seismic waves. Like all waves, mechanical waves transport energy. This energy propagates in the same direction as the wave. A wave requires an initial energy input; once this initial energy is added, the wave travels through the medium until all its energy is transferred. In contrast, electromagnetic waves require no medium, but can still travel through one.
Поперечная волна
Поперечная волна — это форма волны, в которой частицы среды колеблются вокруг своего среднего положения перпендикулярно направлению распространения волны. Чтобы увидеть пример, перемещайте один конец пружины Slinky (другой конец которой зафиксирован) влево и вправо, а не вперед и назад. Свет также обладает свойствами поперечной волны, хотя он является электромагнитной волной.
A transverse wave is the form of a wave in which particles of medium vibrate about their mean position perpendicular to the direction of the motion of the wave. To see an example, move an end of a Slinky (whose other end is fixed) to the left and right of the Slinky, as opposed to to and fro. Light also has properties of a transverse wave, although it is an electromagnetic wave.
Продольная волна
Продольные волны заставляют среду колебаться параллельно направлению распространения волны. Они состоят из множественных сжатий и разрежений. Разрежение – это область максимального расстояния между частицами в продольной волне, а сжатие – область минимального расстояния между ними. Скорость продольной волны увеличивается в среде с более высоким показателем преломления из-за большей плотности атомов в сжатой среде. Звук является примером продольной волны.
Longitudinal waves cause the medium to vibrate parallel to the direction of the wave. It consists of multiple compressions and rarefactions. The rarefaction is the farthest distance apart in the longitudinal wave and the compression is the closest distance together. The speed of the longitudinal wave is increased in higher index of refraction, due to the closer proximity of the atoms in the medium that is being compressed. Sound is a longitudinal wave.
Поверхностные волны
Этот тип волны распространяется по поверхности или границе раздела между двумя средами. Примером поверхностной волны могут служить волны в бассейне, океане, озере или любом другом водном объекте. Существуют два типа поверхностных волн: волны Рэлея и волны любви. Волны Рэлея, также известные как земляные волны, распространяются в виде ряби с движением, аналогичным движению волн на поверхности воды. Такие волны значительно медленнее объемных волн, примерно на 90% от скорости для типичной однородной упругой среды. Волны Рэлея теряют энергию только в двух измерениях и, следовательно, более разрушительны при землетрясениях, чем обычные объемные волны, такие как P-волны и S-волны, которые теряют энергию во всех трех направлениях. Волна любви – это поверхностная волна, характеризующаяся горизонтальными колебаниями, сдвигающимися или поперечными по отношению к направлению распространения. Обычно они распространяются немного быстрее, чем волны Рэлея, со скоростью около 90% от скорости объемной волны, и имеют наибольшую амплитуду.
This type of wave travels along the surface or interface between two media. An example of a surface wave would be waves in a pool, or in an ocean, lake, or any other type of water body. There are two types of surface waves, namely Rayleigh waves and Love waves. Rayleigh waves, also known as ground roll, are waves that travel as ripples with motion similar to those of waves on the surface of water. Such waves are much slower than body waves, at roughly 90% of the velocity of for a typical homogeneous elastic medium. Rayleigh waves have energy losses only in two dimensions and are hence more destructive in earthquakes than conventional bulk waves, such as P waves and S waves, which lose energy in all three directions. A Love wave is a surface wave having horizontal waves that are shear or transverse to the direction of propagation. They usually travel slightly faster than Rayleigh waves, at about 90% of the body wave velocity, and have the largest amplitude.