Одиннадцатый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Motion in two and three dimensions  1.1.3. Перемещение и Расстояние  1.1.4. Скорость и вектор скорости  1.1.5. Ускорение и замедление  1.1.6. Графический анализ движения  1.1.7. Уравнения движения (расширенные выводы)  1.1.8. Свободное падение и терминальная скорость  1.1.9. Projectile motion  1.1.10. Относительная скорость в одномерном и двумерном пространстве  1.1.11. Motion of a car on an inclined plane  1.2. Dynamics  1.2.1. Законы движения Ньютона и их применения  1.2.2. Инерция и первый закон Ньютона  1.2.3. Force and types of force  1.2.4. Static and kinetic friction  1.2.5. Круговое движение и центростремительное ускорение  1.2.6. Неравномерное круговое движение  1.2.7. Банкинг дорог и кривых  1.2.8. Импульс и момент  1.2.9. Сохранение импульса в одномерной и двумерной пространстве  1.2.10. Применения третьего закона Ньютона  1.3. Работа, Энергия и Мощность  1.3.1. Работа, выполняемая постоянной и переменной силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая и потенциальная энергия  1.3.4. Гравитационная и упругая потенциальная энергия  1.3.5. Сохранение механической энергии  1.3.6. Мощность и мгновенная мощность  1.3.7. Эффективность машин  1.3.8. Работа, выполненная консервативными и неконсервативными силами  1.4. Вращательное движение  1.4.1. Крутящий момент и угловое ускорение  1.4.2. Равновесие вращения  1.4.3. Момент инерции и его применения  1.4.4. Угловой момент и его сохранение  1.4.5. Kinetic energy of rolling motion and rotation  1.4.6. Теорема параллельных и перпендикулярных осей  1.4.7. Динамика вращательного движения
  2. Гравитационная сила  2.1. Универсальное тяготение  2.1.1. Newton's law of universal gravitation  2.1.2. Гравитационное поле и потенциал  2.1.3. Изменение ускорения из-за гравитации  2.1.4. Kepler's laws of planetary motion  2.1.5. Orbital mechanics and satellites  2.1.6. Скорость ухода и орбитальная скорость  2.1.7. Weightlessness and free fall  2.1.8. Gravitational potential energy and energy in orbits  2.1.9. Черные дыры и гравитационное линзирование
  3. Свойства вещества  3.1. Механика жидкости  3.1.1. Плотность и давление в жидкостях  3.1.2. Pascal's theory and applications  3.1.3. Принцип Архимеда и плавучесть  3.1.4. Уравнение Бернулли и его применения  3.1.5. Continuity equation and the Venturi effect  3.1.6. Surface tension and capillarity  3.1.7. Вязкость и закон Пуазейля  3.1.8. Число Рейнольдса и турбулентность  3.2. Упругость и деформация  3.2.1. Hooke's law and the stress-strain relation  3.2.2. Модуль упругости и его применения  3.2.3. Deformation and yield strength of solids
  4. Thermal physics  4.1. Тепло и температура  4.1.1. Thermometric properties and temperature scale  4.1.2. Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов  4.1.3. Система теплообмена  4.1.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  4.1.5. Скрытая теплота и фазовый переход  4.2. Кинетическая теория газов  4.2.1. Молекулярная модель газов  4.2.2. Кинетическое объяснение температуры  4.2.3. Уравнение идеального газа и отклонения  4.2.4. Mean free path and Maxwell–Boltzmann distribution  4.3. Законы термодинамики  4.3.1. Нулевой закон и тепловое равновесие  4.3.2. Первый закон и внутренняя энергия  4.3.3. The Second Law and Entropy  4.3.4. Цикл Карно и тепловые двигатели  4.3.5. Холодильники и тепловые насосы
  5. Волны и колебания  5.1. Простое гармоническое движение  5.1.1. Уравнения гармонических колебаний  5.1.2. Энергия в МГД  5.1.3. Damped and forced oscillations  5.1.4. Резонанс и приложения  5.1.5. Pendulum and spring-mass system  5.2. Волновое движение  5.2.1. Типы механических волн  5.2.2. Волновое движение и перенос энергии  5.2.3. Superposition Principle and Standing Waves  5.2.4. Reflection, Refraction and Diffraction  5.2.5. Эффект Доплера в звуке и свете  5.2.6. Pulsations and interference
  6. Electricity and Magnetism  6.1. Электростатика  6.1.1. Электрический заряд и его сохранение  6.1.2. Закон Кулона и его применение  6.1.3. Электрическое поле и электрический поток  6.1.4. Электрический потенциал и потенциальная энергия  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Электрический ток  6.2.1. Закон Ома и электрическое сопротивление  6.2.2. Сопротивление и температурная зависимость  6.2.3. Законы Кирхгофа и анализ цепей  6.2.4. Электрическая мощность и эффективность  6.2.5. Combination of resistors  6.3. Magnetism and Electromagnetism  6.3.1. Магнитные поля и их источники  6.3.2. Магнитная сила на движущиеся заряды  6.3.3. Electromagnetic induction  6.3.4. Законы Фарадея и Ленца  6.3.5. Индуктивность и трансформатор  6.3.6. Переменный ток и его применение
  7. Оптика  7.1. Отражение и преломление  7.1.1. Законы отражения и преломления  7.1.2. Зеркала и линзы  7.1.3. Total internal reflection and optical fiber  7.2. Волновая оптика  7.2.1. Интерференция и дифракция  7.2.2. Двойной щелевой эксперимент Юнга  7.2.3. Поляризация света
  8. Modern Physics  8.1.1. Photoelectric effect and Einstein's theory  8.1.2. Двойственность волны и частицы  8.1.3. Heisenberg's uncertainty principle  8.1.4. Эффект Комптона  8.2. Atomic and Nuclear Physics  8.2.1. Атомная модель и уровни энергии  8.2.2. Радиоактивный распад и период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и синтез
  9. Электроника и связь  9.1. Semiconductors  9.1.1. pn junction and diode  9.1.2. Транзисторы и логические элементы  9.1.3. Интегральные схемы и их применения  9.2. Communication Systems  9.2.1. Основы аналоговой и цифровой связи  9.2.2. Беспроводная и оптическая связь  9.2.3. Модуляция и демодуляция

Одиннадцатый класс → Волны и колебания → Волновое движение ↓


Волновое движение и перенос энергии


В увлекательном мире физики волновое движение представляет собой захватывающее явление. Волны увлекательны, потому что они охватывают широкий спектр явлений, происходящих в различных средах, таких как воздух, вода и даже твердые тела. Два очень важных аспекта изучения волн - это волновое движение и перенос энергии. Эти концепции являются ключевыми для понимания того, как волны перемещаются через различные среды и как они переносят энергию из одного места в другое. На протяжении этого урока мы обсудим эти концепции на простом языке, чтобы вы могли понять суть волнового движения и переноса энергии.

Понимание волн

Прежде чем углубиться в волновое движение и перенос энергии, необходимо понять, что такое волна. Волна - это возмущение, которое распространяется в среде, передавая энергию из одной точки в другую, не вызывая при этом постоянного смещения среды. Волны могут принимать различные формы, но обычно они делятся на две основные категории: механические волны и электромагнитные волны.

Механические волны

Механические волны требуют среды для распространения и могут классифицироваться как поперечные или продольные. Водные волны и звуковые волны являются распространенными примерами механических волн.

  • Поперечные волны: В этих волнах частицы среды движутся перпендикулярно направлению распространения волны. Отличным примером является волна, распространяющаяся по струне.
  • Продольные волны: В этих волнах частицы среды вибрируют параллельно направлению распространения волны. Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, являются классическим примером этого.

Электромагнитные волны

Электромагнитные волны не требуют среды для распространения. Они распространяются в вакууме космоса. Свет, радиоволны и микроволны относятся к этой категории. Они всегда являются поперечными волнами.

Волновое движение

Скорость волны - это важная концепция в волновом движении. Она показывает, как быстро волна распространяется в среде. Скорость волны определяется как расстояние, пройденное волной за единицу времени. Формула, используемая для расчета скорости волны, выглядит следующим образом:

v = fλ

Где:

  • v - это скорость волны
  • f - это частота волны
  • λ (лямбда) - это длина волны

Частота и длина волны

Давайте немного углубимся в эти параметры. Частота относится к тому, сколько циклов волны проходит через определенную точку в одну секунду. Она измеряется в герцах (Гц). Длина волны, с другой стороны, это расстояние между последовательными точками волны, находящимися в фазе, такими как вершина к вершине или впадина к впадине. Длина волны измеряется в метрах (м).

Например, представьте себе нежные волны на берегу. Если волна перемещается из одной вершины в другую, покрывая расстояние в 4 метра, с частотой 2 Гц, скорость волны рассчитывается как:

v = fλ = 2 Гц × 4 м = 8 м/с

Визуализация волнового движения

Давайте представим простую поперечную волну, чтобы понять, как работает волновое движение. Представьте себе веревку, привязанную с одного конца, и вы трясете другой свободный конец вверх и вниз.

Гребень Впадина

Факторы, влияющие на скорость волны

Скорость волны может зависеть от множества факторов. Для механических волн свойства среды, такие как плотность и упругость, играют важную роль. Например, звук распространяется быстрее в воде, чем в воздухе. Для электромагнитных волн среда (или ее отсутствие) также влияет на скорость, причем свет распространяется медленнее в стекле, чем в воздухе.

Перенос энергии в волнах

Волны не только интересны тем, что распространяются; они перемещают и передают энергию из одного места в другое. Это свойство важно для многих природных и технологических процессов.

Энергия в механических волнах

Энергия в механических волнах связана с амплитудой волны. Волны с более высокой амплитудой переносят больше энергии. Представьте себе волны, разбивающиеся о берег. В ненастный день волны крупнее и переносят больше энергии, чем нежные волны в спокойный день.

Энергия в электромагнитных волнах

Для электромагнитных волн энергия зависит от частоты, а также от амплитуды. Например, гамма-лучи имеют больше энергии, чем радиоволны, потому что их частота выше, несмотря на возможное совпадение амплитуды.

Визуализация переноса энергии

Другой способ понять перенос энергии - представить себе поток энергии в волне. Представьте себе пружину, которую вы растягиваете, а затем создаете импульс, посылая быстрые сжатия вдоль ее длины.

Давление

Реальные примеры переноса энергии

Некоторые реальные примеры переноса энергии с использованием волн включают:

  • Звуковые волны: Когда струна гитары вибрирует, она двигает частицы воздуха вокруг нее, создавая сжатия и разрежения, которые достигают ваших ушей, позволяя вам слышать музыку.
  • Морские волны: Энергию, принесенную морскими волнами, можно использовать для генерации электричества с помощью турбин.
  • Микроволны в печи: Микроволны доставляют энергию молекулам воды в пище, заставляя их вибрировать и нагревать пищу.

Заключение

Волновое движение и перенос энергии - это фундаментальные аспекты поведения волн. Понимание этих концепций дает представление о том, как работают волны и взаимодействуют с окружающей средой. Волны являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, от света, который помогает нам видеть, до звука, который позволяет общаться. Благодаря изучению волн мы получаем более глубокое понимание сложного танца энергии и движения, который формирует физический мир.


Одиннадцатый класс → 5.2.2


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (5.2.1)
Типы механических волн
Следующий (5.2.3) →
Superposition Principle and Standing Waves

Комментарии 



Волновое движение и перенос энергии

https://www.physicsflow.com/g11/5.2.2?pfal=ru