В физике и научно-популярных материалах довольно часто можно встретить термин "стоячая волна". Например, если два лазера направить друг на друга, то в некоторых условиях получится именно оно.
Звучит это немного странно. Ведь сама по себе волна всегда ассоциируется с движением и даже тот факт, что волной называют передачу энергии без передачи вещества, всегда вызывает множество недоумения среди читателей. Сразу начинается поиск аналогий, где приводят в пример волны, которые накатываются на берег и там сразу видно, что "перенос вещества" в общем-то, есть. Вот только это не совсем уместно с физической точки зрения. При рассмотрении, скажем, цунами, мы имеем дело с совсем другим физическим процессом.
Для того, чтобы понять, чем стоячая волна (или стационарная волна) отличается от волны стандартной, давайте проведем простую аналогию.
Вероятно, вам доводилось играться с веревочкой или каким-то шнуром и генерировать на них волны. Для того, чтобы запустить такую волну, мы берем веревку за край и потряхиванием заставляем её принимать форму синусоиды. При таком действии прекрасно видно, как волна пробегает по всей длине рассматриваемого образца. Это очень напоминает волну на поверхности воды и это самая обычная волна.
Теперь представьте, что вы взяли вымышленную синусоиду по которой колеблется волна вдоль веревочки и извлекли из неё только один горбик. Внутри этого горбика происходит колебание. Волна как будто бы стоит на одном месте. В общем-то, это и будет стационарная волна. Она подобна колебанию струны гитары, закрепленной с двух сторон.
В википедии стоячая волна описывается примерно так:
Стоячая волна - это колебательный процесс с характерным устойчивым в пространстве расположением чередующихся максимумов и минимумов амплитуды.
Понятно, что такая волна - это скорее частный случай волны. Он может встречать в природе и окружающем мире. Но появляется не как самостоятельная волна, а преимущественно как результат сложения волн с определенными параметрами.
Главный параметр тут - когерентность исходных волн. Это означает, что их колебания происходят синхронно. И, если правильно, что волны колеблются в одинаковых фазах.
Чаще всего про стоячие волны разговор идёт, когда мы затрагиваем вопросы отражения. Причем, главное условие тут - полное отражение. Это такое отражение, где полностью отсутствует преломление. Для формирования стоячей волны, основная волна и волна отраженная должны совпасть по фазе.
При этом по амплитуде они могут и даже должны не совпадать. В результате интерференции или сложения волны отправленной и волны отраженной, формируется стационарная стоячая волна. Это легко представить, как встречу двух волн с одинаковыми фазами, в результате столкновения которых скорости их стали нулевыми. В итоге и получается, что колеблется оно в одной точке с общей амплитудой, на которую хватило энергии после превращений.
Пожалуйста подпишитесь, тыкните лайк, напишите комментарий и обязательно возвращайтесь за новым контентом! Сейчас это очень важно для выживания проекта!