Волна, — это основа состояния окружающей природы. Практически любой физический процесс представляется в виде волнового. Казалось бы, что нового можно увидеть в волне. Параметры волны давно определены и не вызывают сомнения.
Вспомним основные определения волны.
Волна – криволинейное пространственное изменение взаимоположения элементов материи, среды в результате распространения (движения) деформации.
Деформация – степень изменения кривизны взаиморасположения элементов относительно друг друга.
По виду распространения, волны можно, условно, разделить на два вида:
1. Концентрические волны (рис.1).
2. Спиральные волны (рис.2).
По типу распространения волны разделяют на два типа:
1. Продольные волны – деформация распространяется вдоль направления распространения волны (рис3а).
2. Поперечные волны - деформация распространяется поперек направления распространения волны (рис.3б).
Продольная волна Р, (рис3.а) считается самой быстрой из объемных волн, поэтому получило название primery - P.
Поперечная волна S (рис3.б) менее скоростная и отстает (так общепринято пока считать, хотя это абсурдно, так как где и почему она начинает отставать, когда движутся вместе, наукой не установлено) от продольной, поэтому получила название secondary –S
Основные характеристики волны.
- длина волны λ — расстояние между двумя максимумами или минимумами возмущения (например, между соседними гребнями или впадинами на поверхности воды);
- период волны Т — время, за которое частица среды совершает одно полное колебание. Между длиной В. λ и периодом Т имеется простое соотношение. λ/с = Т. Чтобы получить его, фиксируют внимание на частице, которая в данный момент времени находится на гребне В. После ухода от неё гребня она окажется во впадине, но через некоторое время, равное λ/с, где
- скорость волны с, быстрота с которой новый гребень, который, в начальный момент времени был на расстоянии λ, от предыдущего, окажется на месте предыдущего гребня. с = λ/Т. Вместо периода Т часто пользуются
- частота волны v, равная числу периодов в единицу времени: v = 1/Т. Между v и λ имеет место соотношение: λv = с. (В технике обычно вместо v применяют обозначение f.)
Что может вызвать сомнение в этих определениях?
Под сомнение подпадают параметр – ДЛИНА волны и параметр – ЧАСТОТА волны.
Что считать длиной волны? Спросите у серфингиста, он скользит вдоль или поперек волны?
Если считать длиной волны расстояния между гребнями, то серфингист должен скользить поперек движения волны, а он, назло физике, скользит вдоль непонятного, БЕЗЫМЯННОГО, физике неизвестного параметра волны.
Вот интересный пример рис.6. который ставит в тупик. Где и что мерить будем? Вдоль или поперек? Какова реальная длина волны?
Что-то не вериться, что длина волны, в этом примере, равна расстоянию между гребнями. Проведем простой опыт. Бросим в воду камень. По воде пойдут круги, рис.7.
Зададимся вопросом, где на снимках длина волны L?
Вероятно, в этом случае, многие не скажут, что длиной волны является расстояние Р, то есть расстояние между гребнями.
Но, в такой науке как физика, вот уже более 200 лет длиной волны считается расстояние Р, то есть расстояние между гребнями в череде волн. Как бы вы не крутили рис.6, увидеть на нем частоту волны невозможно.
На рис.7 видно число волн, причем каждая волна являет собой ОТДЕЛЬНУЮ волну, которая имеет свою длину L, например L1 или L2.
Параметр волны L нигде в теоретической физике не фигурирует, как будто его нет в природе. В общепринятой физической модели волны, за длину волны, почему-то принято считать расстояние между гребнями Р, рис.6, что явно абсурдно.
Разрежем волну плоскостью, перпендикулярной направлению ее распространения, рис.8,
Согласно этой схемы получаем:
ТОЛЩИНА волны (S) – поперечный параметр волны (амплитуда)
ШИРИНА волны (P), - продольный параметр волны, который, по всем существующим методикам, в настоящее время, принято считать длиной волны???!!!
Тогда по формуле λ = с / v рассчитывается не длина волны, а ее ШИРИНА!!! Еще раз рассмотрим рис.7. На нем видно, что волна расходиться концентрическими кругами.
Что являет собой длина этих кругов?
Ответ очевиден, это ДЛИНА волны!!!!!
Длина волны L это протяженность длины гребня волны.
Но и радиально расходящаяся волна не есть плоская линия или круг.
Расходящиеся круги на воде так же имеют кривизну.
Отсюда, приходим к заключению, что за длину волны правильнее будет принимать площадь поверхности возмущения среды.
А где, как и чем ограничивается эта поверхность? Откуда до куда мерить?
Например, глядя на волну, распространяющуюся по воде, мы видим поверхность, разделяющую одну среду – воду, от другой среды – воздух, что не отражает полностью распределение сил возмущения в этих средах.
Ведь сила, инициирующая волну, возмущает не поверхность, а объем среды распространения.
Чему равен этот объем? Как действует и распространяется сила в объеме?
Ширина волны определяет начало и конец ОДНОЙ волны и характеризует не только ОДНО движение осциллятора, но и физико-механические свойства среды распространения, в то время как следующее движение осциллятора определяет начало движения и конец "тела" ДРУГОЙ волны. Ничто не мешает волнам налагаться друг на друга.
Скорость распространения волн в любой безграничной ОДНОРОДНОЙ (то есть с неизменными физическими свойствами) среде, определяется по формуле: V = sqrt B /p где, В – модуль всестороннего сжатия, р – средняя плотность среды.
Скорость распространения света, определяется по формуле С= 1/ sqrt (εμ) Где: ε – диэлектрическая проницаемость (удельная емкость) μ – магнитная проницаемость (удельная индуктивность)
Как видим, в этих формулах такой параметр как частота и длина волны отсутствует!!! То есть скорость движения волны никак не зависит от частоты волны!!! Но зависит от ВСЕСТОРОННЕГО СЖАТИЯ СРЕДЫ!!! (Это смертный приговор принятому пониманию эффекта Доплера). Этот факт многими физиками просто игнорируется!!! Кроме того, не учитывается момент ОТРЫВА волны от осциллятора, то есть наложение волн или их раздельность.
Когда осциллятор начинает генерировать НОВОЮ волну, ДО ТОГО как предыдущая «оторвалась» от осциллятора, то получаем наложение волн.
Таким образом параметр «частота», не может характеризовать конкретную волну, так как каждая очередная волна (возмущение среды распространения) образуется за счет единичного движения осциллятора, поэтому, параметр «длина волны», ПО СУЩЕСТВУЮЩЕМУ определению Герца, как расстояние между СОСЕДНИМИ гребешками, характеризует не волну, а работу осциллятора, генерирующего волны, то есть является параметром как расчета числа волн на единице длины в продольном направлении распространения, так и параметром для расчета напряженности среды в рассматриваемой области распространения группы волн.
Ну и на "закуску", зададимся вопросом, а "Из чего состоит Электромагнитная волна"?
Ответ многих застанет врасплох.
Луч света, это Электромагнитная волна, которая состоит из ОТДЕЛЬНЫХ фотонов.
То есть ЭМВ, это ЧЕРЕДА отдельных фотонов.
ЛЮБАЯ волна, которую мы видим, это графическое осреднение КАЖУЩЕЙСЯ поверхности.
Не верьте глазам своим, то есть мозгу, который, для красоты восприятия мира, показывает вам поверхность, а не частокол из отдельных фотонов, молекул, атомов.
Например, волна на воде, вы же не видите движение каждой молекулы воды, а видите ОСРЕДНЕННОЕ движение, то есть судите о движении волны на воде по средней температуре в "больнице".
Подписывайтесь чтобы не пропустить знакомство с удивительными свойствами волны.
#волна#длина#частота#скорось#период
