Колебания и волны

Если ударятьребром линейки, параллельным поверхности воды, то можно создать волну, имеющуюформу не концентрических колец, а параллельных друг другу прямолинейных гребнейи впадин. В этом случае перед частью линейки мы имеем одно-единственноенаправление распространения.

Кольцевые ипрямолинейные волны на поверхности дают представление о сферических и плоскихволнах в пространстве. Небольшой источник звука, излучающий равномерно во всестороны, создает вокруг себя сферическую волну, в которой сжатия и разрежениявоздуха расположены в виде концентрических шаровых слоев.

2.7. Скоростьраспространения волн

Распространениеволн происходит не мгновенно: постепенно и равномерно расширяются круги на водеи бегут морские волны.

Можно увидеть, что распространение колебаний из одного места в другое занимает определенноевремя. Но и для звуковых волн, которые в обычных условиях не видимы, легкообнаруживается тоже самое. Если в далипроисходит выстрел, гроза, взрыв, свисток паровоза и т. д., то мы сначала видимэти явления и лишь спустя известное время слышим звук. Чем дальше от насисточник звука, тем больше запоздание. Промежуток времени между вспышкой молниии ударом грома может доходить иногда до нескольких десятков секунд. Знаярасстояние от источника звука, и измерив запаздываниезвука, можно определить скорость его распространения. Вспышку, произведенную нарасстоянии 3 км, мы видим с запаздыванием всего на 10 мкс, в то время как звуктратит на пробег этого расстояния около 9 с. В сухом воздухе при температуре 10'C эта скорость оказалась равной 337,5 м/с.

Скоростьзвуковых волн различна для разных сред и, кроме того, зависит от температуры. Современные методы позволяют произвести точные измерения скорости звука, пользуясь малыми количествами исследуемого вещества.

2.8. Различныелокации.

Если скоростьраспространения волн известна, то измерение их запаздывания позволяет решитьобратную задачу: найти пройденное ими расстояние. Задачу измерения расстояния вряде случаев можно решать, однако на скорость распространения сигнала влияютцелый ряд обстоятельств: ветер, неоднородность температуры среды и т. п. чтоприводит к уменьшению точности расчетов.

На принципеизмерения времени запаздывания основана гидроакустическая локация и эхолотирование. Гидролокаторы позволяют, например, обнаруживать с надводных кораблей подводные лодки и, наоборот, с подводныхлодок надводные корабли. При помощи эхолотов измеряется глубина морского дна.

Проводяизмерения разности между временами прихода какого-либо звука (взрыва, выстрела) в три различных пункта наблюдения, можно определить местонахождение источникаэтого звука. Такой способ называется звукометрией, применяется в военном деледля засечки артиллерийских батарей противника.

2.9. Отражение волн

--------------------------------------------------------------------------------