§ 35 Длина волны. Скорость распространения волн
Когда волна движется по среде, колебания не передаются мгновенно: каждая точка среды начинает колебаться с задержкой относительно предыдущей. Поэтому частицы совершают одинаковые движения, но происходят они не в один и тот же момент времени.
Длиной волны (λ) называют расстояние между двумя ближайшими точками, которые колеблются в одинаковой фазе, то есть выполняют одно и то же движение. Это может быть расстояние между соседними гребнями, соседними впадинами или любой повторяющейся частью волнового профиля.
Из наблюдений известно, что за время одного периода T волна продвигается вперёд на расстояние, равное её длине λ.
Отсюда следует соотношение:
λ = vT
где
v — скорость распространения волны.
Так как период и частота связаны формулой:
ν = 1 / T
то выражение для длины волны можно записать в другом виде:
λ = v / ν
или, наоборот:
v = λν
Эти формулы универсальны и применяются как к поперечным, так и к продольным волнам.
Длина волны в продольных волнах
В продольных волнах частицы среды двигаются вдоль направления распространения волны. Так, если внутри трубы поршень совершает колебания, он поочерёдно создаёт сжатия и разрежения воздуха. Эти участки сгущений и разрежений переходят от одних слоёв воздуха к другим.
Расстояние между двумя соседними сгущениями (или двумя разрежениями) также является длиной волны.
Таким образом, длина волны определяется скоростью, с которой волна распространяется в данной среде, и частотой колебаний источника, порождающего волну.