Волна, иль не волна - вот в чем вопрос.
Добавлено: 05 окт 2015, 07:05
Хотелось бы повнимательнее рассмотреть этот вопрос. Начало было где-то: e-science.ru/groups/сто-глазами-классика?page=190 , пост№1902.
Вот кто сказал, что "основным свойством всех волн независимо от их природы является перенос энергии без переноса вещества"? Давайте посмотрим на звук:
Пусть у нас есть некая мембрана, массой 0.003кг, мы ее "колебаем" с частотой 16000Гц, при этом она смещается на 0.002м.
Чтобы получилось одно колебание нам нужно приложить к этой мембране силу, и затратить некое кол-во энергии. (Не буду, в данном случае, приводить расчет, только получившиеся цифры.) Энергии на 1 колебание у нас уйдет 3.072 Дж.
1. Энергия уже затрачена, и что в этом случае передаваться?
2. Расположив по периметру 3 аналогичные мембраны приемников, мы получим 3 аналогичных колебания, каждый из которых получит 3.072 Дж энергии; расположив по периметру 10 аналогичных мембран - мы получим 10х3.072 Дж. Итого: кол-во переносимой волной энергии зависит от кол-ва потребителей.
3. Что бы получилось колебание, то есть, смещение мембраны нужно приложить силу, а не энергию. Например, у меня достаточно энергии, чтоб сдвинуть холодильник, однако сдвинется он только после того, как я к нему руки приложу.
Теперь давайте посмотрим в цифрах, что получается при "передаче" определенного кол-ва энергии, а что при передаче силового воздействия " (для одного колебания), когда приемник немного отличается от источника. Пусть против массы источника 0.003 кг, масса приемника будет 0.004кг:
Амплитуда колебания, в данном случае, это расстояние на которое смещается мембрана под воздействием нашего воздействия.
А скорость, это скорость этого смещения. Ее можно посчитать, исходя из времени 1 колебания, определяемого частотой: при V =16000 время 1 колебания с.
Итого:
1.при получении более тяжелым приемником той же энергии, скорость смещения мембраны, естественно, будет ниже, чем у источника, и откуда-то возьмется лишняя сила и импульс.
2.при "получении" той же силы, скорость, естественно ниже, сила прилагается та же, и тот же импульс. А вот энергии затратится меньше.
И как это можно сформулировать. Распространяются там, кстати, ("Колебания, возбужденные в какой-то точке среды, распространяются в ней..."), а переносится энергия.
Я бы обрисовала это так: среда непосредственно окружает мембрану, и по сути является ее продолжением, поэтому сила приложенная к мембране, оказывает воздействие и на среду. Далее, следующаяя мембрана в этой же среде, тоже подвергается воздействию этой силы, а колеблется за счет своей собственной потенциальной энергии в поле этих сил. Х
Почему сила, а не импульс: импульс должен сохраняться. Хотя сила величина тоже векторная, однако, в некоторых случаях, она образует "поле" ( силы гравитации). Вероятно, в данном случае, для частичек среды, окружающих со всех сторон место приложения силы, нет никаких ограничений и предпочтений по направлению.
У механизма передачи света, который энергия, совсем другие заморочки. (чуть позже расскажу).
Вот кто сказал, что "основным свойством всех волн независимо от их природы является перенос энергии без переноса вещества"? Давайте посмотрим на звук:
Пусть у нас есть некая мембрана, массой 0.003кг, мы ее "колебаем" с частотой 16000Гц, при этом она смещается на 0.002м.
Чтобы получилось одно колебание нам нужно приложить к этой мембране силу, и затратить некое кол-во энергии. (Не буду, в данном случае, приводить расчет, только получившиеся цифры.) Энергии на 1 колебание у нас уйдет 3.072 Дж.
1. Энергия уже затрачена, и что в этом случае передаваться?
2. Расположив по периметру 3 аналогичные мембраны приемников, мы получим 3 аналогичных колебания, каждый из которых получит 3.072 Дж энергии; расположив по периметру 10 аналогичных мембран - мы получим 10х3.072 Дж. Итого: кол-во переносимой волной энергии зависит от кол-ва потребителей.
3. Что бы получилось колебание, то есть, смещение мембраны нужно приложить силу, а не энергию. Например, у меня достаточно энергии, чтоб сдвинуть холодильник, однако сдвинется он только после того, как я к нему руки приложу.
Теперь давайте посмотрим в цифрах, что получается при "передаче" определенного кол-ва энергии, а что при передаче силового воздействия " (для одного колебания), когда приемник немного отличается от источника. Пусть против массы источника 0.003 кг, масса приемника будет 0.004кг:
Амплитуда колебания, в данном случае, это расстояние на которое смещается мембрана под воздействием нашего воздействия.
А скорость, это скорость этого смещения. Ее можно посчитать, исходя из времени 1 колебания, определяемого частотой: при V =16000 время 1 колебания с.
Итого:
1.при получении более тяжелым приемником той же энергии, скорость смещения мембраны, естественно, будет ниже, чем у источника, и откуда-то возьмется лишняя сила и импульс.
2.при "получении" той же силы, скорость, естественно ниже, сила прилагается та же, и тот же импульс. А вот энергии затратится меньше.
И как это можно сформулировать. Распространяются там, кстати, ("Колебания, возбужденные в какой-то точке среды, распространяются в ней..."), а переносится энергия.
Я бы обрисовала это так: среда непосредственно окружает мембрану, и по сути является ее продолжением, поэтому сила приложенная к мембране, оказывает воздействие и на среду. Далее, следующаяя мембрана в этой же среде, тоже подвергается воздействию этой силы, а колеблется за счет своей собственной потенциальной энергии в поле этих сил. Х
Почему сила, а не импульс: импульс должен сохраняться. Хотя сила величина тоже векторная, однако, в некоторых случаях, она образует "поле" ( силы гравитации). Вероятно, в данном случае, для частичек среды, окружающих со всех сторон место приложения силы, нет никаких ограничений и предпочтений по направлению.
У механизма передачи света, который энергия, совсем другие заморочки. (чуть позже расскажу).