ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 35.2: Длина волны. Скорость распространения волн

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить определение бегущей волны и механизм её распространения в среде. Бегущая волна — это процесс переноса энергии от источника колебаний к другим точкам пространства без переноса самой среды. Мы разберём два аспекта: главное свойство (перенос энергии) и вопрос о переносе вещества.

Вычисление и обоснование:

1. Главное свойство бегущих волн. При распространении любой механической или электромагнитной бегущей волны происходит перенос энергии. Частицы среды (или поля) совершают колебания около своих положений равновесия, передавая энергию соседним частицам. Таким образом, энергия движется вместе с фронтом волны со скоростью v, но сами материальные точки не смещаются вместе с волной на большие расстояния.

2. Перенос вещества. Рассмотрим продольную или поперечную волну в упругой среде. Каждая частица среды совершает гармонические колебания вокруг фиксированной точки равновесия. Среднее смещение частицы за один период равно нулю: ⟨x⟩=0. Это означает, что вещество не перемещается вместе с волной. Волна переносит возмущение (фазу колебаний) и энергию, но не массу.

Проверка:

Если бы при распространении волн происходил перенос вещества, то после прохождения волны через среду частицы остались бы в новых положениях, смещённых относительно исходных. Однако экспериментально и теоретически доказано, что частицы возвращаются в положение равновесия. Следовательно, вывод о том, что вещество не переносится, верен. Главное же отличие бегущей волны от стоячей состоит именно в наличии переноса энергии.