Волны вокруг нас

Мы живем в мире волн. Они окружают нас со всех сторон. Через миллионы километров доставляют волны энергию Солнца, которая поддерживает на Земле жизнь; волны помогают нам воспринимать окружающий мир, способствуют общению между людьми. Главнейшие органы чувств человека - глаза и уши - приемники волн.

Все звуки - человеческая речь, музыка, пение птиц, гудок паровоза или автомобиля - это невидимые воздушные волны, которые воспринимаются ушами.

Все разнообразие красок и форм, которыми так богата природа, мы воспринимаем благодаря действию на глаза световых волн, рассеиваемых окружающими предметами.

Но большая часть волновых движений не влияет на наши органы чувств. Воспринять их непосредственно мы не можем. К такого рода волнам относятся радиоволны.

Не нужно думать, что такие волны создаются только радиостанциями. Беспрерывно посылает их на Землю Солнце, они приходят к нам из далеких глубин вселенной.

Радиоволны возникают каждый раз, как вспыхивает молния; всякая электрическая искра - это источник подобного рода волн. И таких источников бесчисленное множество.

Они создают в пространстве прибой радиоволн, не утихающий ни на . минуту. Но эти волны мы не видим и не слышим. Обнаружить их можно только при помощи радиоприемников.

Однако в законах распространения всех волн очень много общего. Поэтому, наблюдая за распространением видимых волн, можно составить себе представление о том, как распространяются радиоволны, не улавливаемые нашими органами чувств.

Бросьте в пруд первый подвернувшийся камень. Вы услышите громкий всплеск. Удар камня о поверхность воды явился источником звуковой волны, которая докатилась до вас и подействовала на барабанную перепонку уха.

Но как распространялась эта волна, вы не видели. Однако падение камня не только привело к возникновению волны в воздухе, оно вызвало образование другой волны — волны на поверхности воды. Посмотрим внимательнее, как она распространяется.

Волны на поверхности воды - амплитуда, длина волны

Рис. 1. Волны на поверхности воды - амплитуда, длина волны.

От того места, куда упал камень, покатился небольшой водяной вал. Он имеет форму круга и быстро расширяется. Вдогонку за ним катится второй, третий, четвертый...

Вскоре большая поверхность воды оказывается втянутой в это красивое движение. Много интересного можно заметить, наблюдая за расходящимися кругами на поверхности воды.

Прежде всего, обратите внимание на щепочку, плавающую на поверхности. Кажется странным, что приходящая волна не увлекает ее за собой. Но вон и другая щепочка также никуда не уплывает. Поведение щепочек раскрывает нам процесс образования водяной волны.

Оказывается, вода не передвигается вместе с волной. Щепочки настолько легки и подвижны, что такое перемещение воды угнало бы их. Однако они остаются на своем месте, совершая лишь колебания вверх и вниз.

При падении в пруд камень нарушил покой ближайших частиц воды. Это возбуждение стало передаваться по поверхности пруда. Каждая частица воды как бы подталкивала соседнюю, та совершала точно такое же колебание вверх и вниз, но только с некоторым, чуть заметным, опозданием.

И вот уже через несколько мгновений образовалось ритмичное движение в виде расходящихся водяных кругов, которое мы называем волной.

Когда мы хотим, чтобы нас услышали далеко, приходится кричать очень сильно

Рис. 2. Когда мы хотим, чтобы нас услышали далеко, приходится кричать очень сильно.

Таким образом, волна есть распространение по поверхности воды вертикального колебания ее частиц. Возникнув где-нибудь, в одном месте, это колебание с определенной скоростью передается во вое стороны.

Там, где волна поднялась выше среднего уровня, возникает гребень волны, а рядом, где частицы воды опустились, образуется впадина. Расстояние между соседними гребнями или впадинами одинаково и называется длиной волны.

Длина волны устанавливается не произвольно. Она зависит от того, насколько часто колеблются частицы воды. Это нетрудно проверить.

Можно взять подвешенный на веревке камень и быстро перемещать его так, чтобы он то погружался в воду, то выскакивал на поверхность. Если движение камня вверх и вниз ускорить, то ритмичные колебания частиц воды будут происходить чаще и по воде побегут короткие волны; если же камень опускать и поднимать реже, то побегут длинные волны.

Значит, длиной волны можно управлять, создавая быстрые или медленные колебания источника, который служит для возбуждения волн. Это относится не только к волнам, возникающим на поверхности воды, но и ко всем другим видам волн: к звуковым, световым и радиоволнам. Исключений здесь нет.

Высота волны тоже зависит от колебаний источника. При большом размахе колебаний возникнут волны с высокими гребнями и глубокими впадинами; если же колебания источника слабые, волны будут еле заметны. Но в любом случае, чем дальше от источника колебаний, тем слабее волна и меньше энергия, которую она несет.

При очень большом удалении от источника волна ослабевает настолько, что ее очень трудно или даже невозможно заметить. Вот почему приходится кричать сильнее, когда мы хотим, чтобы нас услышали далеко. Только мощные волны способны преодолеть большое расстояние.

Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.

0
1022
Добавить комментарий