что такое интенсивность волны
ИНТЕНСИВНОСТЬ ВОЛНЫ
Смотреть что такое «ИНТЕНСИВНОСТЬ ВОЛНЫ» в других словарях:
интенсивность волны — Средняя по времени энергия, переносимая волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны. [Ультразвук: Маленькая энциклопедия / Гл. ред. И.П. Голямина]. Единица измерения Вт/м2 Примечание… … Справочник технического переводчика
интенсивность волны — электромагнитной или звуковой (от лат. intensio напряжение, усиление), средняя по времени энергия, которую электромагнитная или звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к… … Энциклопедический словарь
Интенсивность (физика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Интенсивность. Интенсивность Размерность MT−3 Единицы измерения СИ Вт/м² … Википедия
Волны — Волна изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию. Другими словами: «…волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой… … Википедия
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (сила звука), средняя по времени энергия, переносимая за ед. времени звук. волной через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Для периодич. звука усреднение производится либо за промежуток времени, большой по… … Физическая энциклопедия
Интенсивность — (физика) средняя мощность, переносимая волной через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны. Интенсивность света усреднённое значение модуля вектора Пойнтинга. Интенсивность звука … … Википедия
интенсивность акустической эмиссии — Средняя по времени энергия акустической волны, проходящей через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Единица измерения Дж/м2с [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология… … Справочник технического переводчика
интенсивность отражённой волны — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN reflected intensity of wave … Справочник технического переводчика
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Большой Энциклопедический словарь
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение, усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Энциклопедический словарь
интенсивность волны
Смотреть что такое «интенсивность волны» в других словарях:
интенсивность волны — Средняя по времени энергия, переносимая волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны. [Ультразвук: Маленькая энциклопедия / Гл. ред. И.П. Голямина]. Единица измерения Вт/м2 Примечание… … Справочник технического переводчика
ИНТЕНСИВНОСТЬ ВОЛНЫ — электромагнитной или звуковой (от лат. intensio напряжение, усиление), средняя по времени энергия, к рую эл. магн. или звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Интенсивность (физика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Интенсивность. Интенсивность Размерность MT−3 Единицы измерения СИ Вт/м² … Википедия
Волны — Волна изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию. Другими словами: «…волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой… … Википедия
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (сила звука), средняя по времени энергия, переносимая за ед. времени звук. волной через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Для периодич. звука усреднение производится либо за промежуток времени, большой по… … Физическая энциклопедия
Интенсивность — (физика) средняя мощность, переносимая волной через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны. Интенсивность света усреднённое значение модуля вектора Пойнтинга. Интенсивность звука … … Википедия
интенсивность акустической эмиссии — Средняя по времени энергия акустической волны, проходящей через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Единица измерения Дж/м2с [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология… … Справочник технического переводчика
интенсивность отражённой волны — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN reflected intensity of wave … Справочник технического переводчика
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Большой Энциклопедический словарь
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА — (от лат. intensio напряжение, усиление), средняя по времени энергия, которую звуковая волна переносит в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волны. Интенсивность звука… … Энциклопедический словарь
Что такое интенсивность волны
Если возбудить колебания в какой-либо точке среды (твердой, жидкой или газообразной) то из-за наличия взаимодействия между частицами среды, эти колебания будут передаваться от одной точки среды к другой со скоростью, зависящей от свойств среды.
При рассмотрении колебаний не учитывается детальное строение среды среда рассматривается как сплошная, непрерывно распределенная в пространстве и обладающая упругими свойствами.
Среда называется линейной, если ее свойства не изменяются под действием возмущений, создаваемых колебаниями.
Волновым процессом или волной — называется процесс распространения колебаний в сплошной среде.
Важно помнить, что при распространении волны переноса массы не происходит и частицы колеблются около своих положений равновесия, а не перемещаются вслед за волной.
Вместе с волной от частицы к частице передается
только состояние колебательного движения и его энергия.
основным свойством всех волн является перенос энергии
без переноса вещества.
Основные характеристики волнового движения
Упругими (или механическими) волнами называются механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.
Все виды волн можно разделить на два типа:
Продольные волны — волны, в которой частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны.
Продольные волны могут распространяться в средах в которых возникают деформации сжатия и растяжения (в твёрдых, жидких и газообразных телах).
Поперечные волны— волны, в которой частицы среды колеблются поперёк (перпендикулярно) направлению распространения волны.
Поперечные волны могут распространяться только в среде в которой возникают упругие силы при деформации сдвига (только в твёрдых телах).
Упругая волна называется гармонической, если возбуждаемые волной колебания частиц среды являются гармоническими.
Пусть вдоль оси Oх со скоростью 
распространяется гармоническая волна. Обозначим смещение частиц среды через 
. Тогда зависимость смещения частиц среды от их расстояния до источника (точка O) в какой-то фиксированный момент времени можно представить в виде графика.
На первый взгляд этот график ничем не отличается от соответствующего графика гармонического колебания. Однако отличия есть и очень существенные.
График волны это зависимость смещения всех частиц среды от расстояния до источника колебаний в данный момент времени: .gif "что такое интенсивность волны. Смотреть фото что такое интенсивность волны. Смотреть картинку что такое интенсивность волны. Картинка про что такое интенсивность волны. Фото что такое интенсивность волны")
.
График гармонического колебания
это зависимость смещения конкретной частицы среды от времени: .gif "что такое интенсивность волны. Смотреть фото что такое интенсивность волны. Смотреть картинку что такое интенсивность волны. Картинка про что такое интенсивность волны. Фото что такое интенсивность волны")
.
Введём некоторые понятия, обязательные для понимания свойств волн:
Длиной волны называется
расстояние между соседними точками среды, колеблющимися в одной фазы.
Другими словами, длина волны 
равна расстоянию, которая волна, имеющая скорость , проходит на время, равное периоду T колебаний частиц среды = 
T.
Волновым фронтом называется
геометрическое место точек, до которых к данному моменту времени t дошла волна.
Волновой поверхностью называется
геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.
Волновых поверхностей может быть сколько угодно, а
волновой фронт в каждый момент времени всегда один.
Бегущие волны
Бегущими называются волны, которые переносят энергию в пространстве.
Перенос энергии характеризуется вектором плотности потока энергии (вектором Умова), направление которого совпадает с направлением переноса энергии, а модуль равен энергии, переносимой волной за единицу времени через единичную площадку перпендикулярную движению волны.
Примером бегущих волн являются плоская и сферическая волны, имеющих плоскую и сферическую форму волновых фронтов соответственно.
Интенсивность волны
Волновое движение переносит энергию из одного места пространства в другое. Однако при этом все точки среды, хотя и участвуют в передаче энергии, всё время колеблются около неизменного положения равновесия.
В колебательном движении участвуют все точки среды, через которую распространяется волна. Поэтому единица объёма обладает колебательной энергией, равной
max
амплитудное значение скорости колебаний;
плотность материала среды.
Из теории колебаний известно, что max = 
A. Поэтому можем записать плотность колебательной энергии тела в виде
Эта энергия распространяется по среде со скоростью , поэтому интенсивность этого потока можно выразить как
I = 
Убедимся, что это так, для чего проверим размерность полученной формулы
[ I ] = [][] = (Дж/м 3 )(м/с) = Дж/(м 2 с)
Следовательно, величина, определяемая формулой (1), действительно представляет собой энергию, переносимую волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению движения волны, то есть I — это интенсивность, имеющая смысл потока энергии, проходящего через единичную площадку.
Это впервые было указано Н.А.Умовым, разработавшим теорию движения энергии в телах.
Уравнение плоской волны
Вернёмся к графику волны. Пусть источник волны располагается в точке О. Тогда те точки среды, которые находятся в плоскости х = 0, колеблются по закону 
. По мере дохождения до них возмущения все другие точки среды, начинают колебаться по этому же закону и в плоскости, параллельной Oх, но с запаздыванием на величину 
, определяемую расстоянием х конкретной точки (например, точки В на графике) от источника волны и скоростью её движения . В результате, уравнение колебаний для произвольной точки среды принимает вид:
| циклическая частота; |
В теории волн часто используется волновое число, определяемое как:
Тогда уравнение волны можно записать в виде:
Экспоненциальная форма уравнения волны 
, где физический смысл имеет только действительная часть.
Уравнение сферической волны
Сферической называется волна, у которой волновые фронты представляют собой набор концентрических сферических поверхностей.
Геометрический центр волновых поверхностей
называется центром волны.
В приняты нами обозначениях уравнение сферической волны имеет вид:
Их этого уравнения хорошо видно, что амплитуда колебаний точек среды в сферической волне обратно пропорциональна расстоянию от этих точек до центра волны, то есть падает с увеличением расстояния от источника :
.
Фазовая скорость
Во всех записанных уравнениях волн скорость 
представляет собой скорость распространения фазы или фазовую скорость.
Если фаза остаётся постоянной, то имеем
.
Отсюда получаем:
.
Групповая скорость
Если в линейной среде распространяется одновременно несколько волн, то к ним применим принцип суперпозиции, суть которого в том, что
при распространении в линейной среде нескольких волн
каждая из них ведёт себя так, как будто других волн не существует,
а результирующее смещение частиц среды
равно геометрической сумме смещений,
даваемых каждой отдельной волной.
Как любое сложное колебаний можно представить в виде суммы гармонических колебаний, так и любая волна может быть представлена в виде суммы гармонических волн (пакета или группы волн).
Волновым пакетом называется суперпозиция волн,
мало отличающихся друг от друга по частоте,
и занимающих в каждый момент времени
ограниченную (конечную) область пространства.
При этом за скорость распространения волнового пакета принимается скорость перемещения его максимума, называемого центром волнового пакета.
Скорость движения центра волнового пакета и называется групповой скоростью, то есть скоростью движения группы волн, образующих в каждый момент времени локализованный в ограниченной области пространства волновой пакет.
Групповая скорость обычно обозначается u и определяется как: 
.
Её связь с фазовой скоростью задаётся в виде: 
.
Волновое уравнение
В общем случае процесс распространения волн в изотропной среде описывается волновым уравнением
или 
где — фазовая скорость волны;
— оператор Лапласа.
Решением волнового уравнения является уравнение любой волны, в том числе и плоской и сферической.
Так, волновое уравнение плоской волны, распространяющейся в направлении x, имеет вид: 
.
Стоячая волна
Если вдоль одной прямой навстречу друг другу распространяются две бегущие волны, имеющие одинаковую амплитуду, скорость, длину волны и постоянную разность фаз, результатом является некое стационарное распределённое энергии в пространстве, называемое стоячей волной.
Образование стоячей волны — это частный случай интерференции (наложения когерентных волн с перераспределением энергии в зоне наложения). Более подробно интерференция рассматривается в разделе «Оптика» 3-ей части данного учебника.
Пусть мы имеем две бегущих волны с нулевой (для простоты расчёта) разностью фаз, описываемые уравнениями:
Первая волна двигается в положительном направлении оси Ox (слева направо), а вторая — навстречу ей (справа налево).
Сложим уравнения (3). В итоге, после элементарных преобразований получаем
Для построения графика стоячей волны рассчитаем координаты максимумов и минимумов.
xУ = 
m = 2m(/2).
xП = (2m+1)(/2).
Воспользовавшись формулами (4) и (5) легко выяснить, что этот график соответствует значению m = 4.
. 
Эффект Допплера
Эффектом Доплера называется изменение частоты колебаний, воспринимаемых приёмником, при движении источника этих колебаний и приёмника друг относительно друга.
В астрономии эффект Доплера проявляется в виде появления так называемого «красного смещения» — увеличение длины волны (уменьшение частоты) света, пришедшего к нам от удаляющихся звёзд.
В акустике — это повышение тона при приближении источника звука к приёмнику и понижение тона при удалении источника от приёмника.
Для примера достаточно вспомнить как меняется звук от поезда, проносящегося мимо вас, стоящего около насыпи железнодорожного полотна — высота тона звука меняется как раз в соответствии с эффектом Доплера.
Разберёмся с этим подробнее.
.
Хотя эффект Доплера проявляется для волн любой природы, при дальнейшем рассмотрении (для определённости) будем говорить о звуковых волнах, имея в виду, что всё сказанное справедливо и всех остальных.
Итак, пусть мы имеем источник и приёмник звука, которые могут двигаться вдоль одной прямой со скоростями i и p соответственно — покоиться они, естественно, могут тоже. Скорость распространения звука в среде обозначим через , а частоту колебаний источника — через 
0. В данном случае возможны несколько вариантов:
Источник и приёмник покоятся относительно среды: i = p = 0
Длина звуковой волны в среде = Т = /0. Дойдя до приёмника? эта волна вызовет его колебания с частотой
За счёт движения источника скорость распространения волны относительно приёмника равна + p. Однако, поскольку длина волны не меняется, частота колебаний, воспринимаемых приёмником будет равна:
То есть, регистрируемая приёмником частота возрастает.
Теперь скорость распространения волны относительно приёмника станет меньше ( 
p), а частота колебаний, воспринимаемых приёмником уменьшится и станет равной:
Источник приближается к приёмнику, приёмник покоится : i 
0, p = 0
Скорость распространения колебаний зависит только от свойств среды, в которой распространяется волна. Поэтому за время, равное периоду колебаний источника, излучённая им волна пройдёт по направлению к приёмнику расстояние Т = . За это же время источник пройдёт по направлению к приёмнику расстояние iТ. В результате к моменту окончания излучения волны длина волны в направлении движения источника уменьшится (см. рис) и станет равной: ‘ = iТ. Поэтому изменится и частота воспринимаемых приёмником колебаний:
Следовательно, регистрируемая приёмником частота возрастает.
Сказанное хорошо видно на анимации слева.
Приёмник располагается в правой части рисунка.
Для просмотра увеличенного варианта щёлкните по рисунку.
Источник удаляется от приёмника, приёмник покоится : i 0, p = 0
Если источник удаляется от приёмника ситуация меняется. В это случае ‘ = + iТ, а
То есть, частота звука, достигшего приёмника от удаляющегося источника уменьшается.
Источник и приёмник движутся относительно друг друга
Этот случай является обобщением уже рассмотренных. Частота воспринимаемых приёмником колебаний определяется выражением,
«+» в числителе и «-» в знаменателе соответствуют
сближению источника и приёмника,
«-» в числителе и «+» в знаменателе — их удалению друг от друга.
Звуком называется колебания, частотный диапазон который лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц.
Звуковое давление p и сила звука I связаны в простейшем случае формулой
Здесь с — скорость звука.
К=10lg(I2/I1).
Таким образом, если силы звука различаются в миллион раз, то по громкости они различаются на 60 дБ.
Сильные звуки (в 120 и более дБ) вызывают болевые ощущения у человека.
По этой шкале для уровня громкости К получается:
Порог слышимости — 0 дБ
Падение капель — 20 дБ
Тихий разговор (на 5-ти м) — 40 дБ
Симфонический оркестр (фортиссимо) — 80 дБ
Реактивный двигатель (на 5-ти м) — 120 дБ
Ультразвук и инфразвук
К ультразвуку относятся колебания, происходящие с частотами большими, чем 10000-20000 Гц.
Ультразвук человек не слышит, но многие животные (в том числе, собаки) воспринимают его очень хорошо. Мало того, летучие мыши, дельфины и киты используют ультразвук для ориентировки в пространстве (они испускают ультразвуковые волны и регистрируют их отражение от окружающих предметов). Причём с помощью ультразвука они могут узнавать не только о наличии препятствий на своём пути, но распознают пространственную картину их расположения.
Полагают, что у этих представителей животного мира реализован принцип акустической голографии, позволяющей строить объёмную картину мира.
Ультразвук в настоящее время используется:
в промышленности
(ультразвуковая очистка, перемешивание трудносмешиваемых жидкостей, УЗ-дефектоскопияиУЗ-голография),
в военном деле
(УЗ-локаторы — сонары, подводная УЗ-связь),
во многих других случаях.
Область применения ультразвука очень обширна и постоянно расширяется.
К инфразвуку относятся колебания, происходящие с частотами меньшими, чем 20 Гц.
В отличии от ультразвука инфразвук не нашёл пока своего явного практического применения. Однако изучение свойств инфразвука и его влияние на живые организмы позволяет в определённой степени управлять поведением как отдельных людей, так и людских масс, предсказывать землетрясения, цунами и другие природные катаклизмы. Были попытки использования инфразвука и в военном деле. Тем не менее, белых пятен здесь ещё очень и очень много.