Хөдөлгөөн, дуу чимээний ертөнцөд амьдарч байгаа тул долгион биднийг хаа сайгүй хүрээлдэг. Долгионы үйл явцын мөн чанар юу вэ, долгионы үйл явцын онолын мөн чанар юу вэ? Үүнийг туршилтын жишээгээр харцгаая.
Физик дэх долгионы тухай ойлголт
Олон процессуудын нийтлэг ойлголт бол дуу чимээ байх явдал юм. Тодорхойлолтоор бол дуу чимээ нь бидний сонсголын эрхтнүүдийн хүлээн авдаг агаар эсвэл бусад орчинд үүсдэг хурдан хэлбэлзлийн хөдөлгөөний үр дүн юм. Энэ тодорхойлолтыг мэдсэнээр бид "долгионы үйл явц" гэсэн ойлголтыг авч үзэх болно. Энэ үзэгдлийг нүдээр харах боломжийг олгодог хэд хэдэн туршилтууд байдаг.
Физикийн судлагдсан долгионы процессыг дууны утсыг ашиглах үед радио долгион, дууны долгион, шахалтын долгион хэлбэрээр ажиглаж болно. Тэд агаараар тархдаг.
Үзэл баримтлалыг нүдээр тодорхойлохын тулд шалбааг руу чулуу шидэж, эффектийн тархалтыг тодорхойл. Энэ бол таталцлын долгионы жишээ юм. Энэ нь шингэний өсөлт, бууралтын улмаас үүсдэг.
Акустик
"Акустик" хэмээх бүхэл бүтэн хэсэг нь физикийн дуу авианы шинж чанарыг судлахад зориулагдсан болно. Энэ нь юугаараа онцлог болохыг харцгаая. зүйлс дээр анхаарлаа хандуулцгааяБүх зүйл тодорхой болоогүй байгаа үйл явц, шийдэгдэхийг хүлээсэн асуудлууд.
Физикийн бусад салбаруудын нэгэн адил акустикт тайлагдаагүй олон нууц байсаар байна. Тэд хараахан нээгдээгүй байна. Акустик дахь долгионы процессыг авч үзье.
Дуу
Энэ ойлголт нь орчны хэсгүүдээс үүсдэг хэлбэлзлийн хөдөлгөөнтэй холбоотой юм. Дуу нь долгион үүсэхтэй холбоотой олон тооны хэлбэлзлийн процесс юм. Шахах, ховордох орчинд үүсэх процесст долгионы процесс үүсдэг.
Долгионы уртын үзүүлэлтүүд нь хэлбэлзлийн процесс явагдах орчны шинж чанараас хамаарна. Байгальд тохиолддог бараг бүх үзэгдэл нь дууны чичиргээ болон хүрээлэн буй орчинд тархдаг дууны долгионтой холбоотой байдаг.
Байгалийн долгионы процессыг тодорхойлох жишээ
Эдгээр хөдөлгөөнүүд нь долгионы үйл явцын үзэгдлийн талаар мэдээлэл өгч чадна. Өндөр давтамжийн дууны долгион нь галт уул дэлбэрэх гэх мэт олон мянган км замыг туулж чадна.
Газар хөдлөлт болоход тусгай дуу хүлээн авагчид бүртгэх боломжтой хүчтэй акустик болон геоакустик чичиргээ үүсдэг.
Усан доорх газар хөдлөлтийн үед сонирхолтой бөгөөд аймшигтай үзэгдэл тохиолддог - цунами нь газар доорх болон усан доорх элементүүдийн хүчтэй илрэлийн үед үүссэн асар том давалгаа юм.
Акустикийн ачаар цунами ойртож байгаа тухай мэдээлэл авах боломжтой. Эдгээр үзэгдлүүдийн ихэнх нь удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан. Гэхдээ өнөөг хүртэл физикийн зарим ойлголтсайтар судлах шаардлагатай. Тиймээс одоог хүртэл тайлагдаагүй нууцуудыг судлахын тулд дууны долгион аврах ажилд ирдэг.
Тектоникийн онол
18-р зуунд "гамшгийн таамаглал" гарч ирэв. Тэр үед "элемент", "дэг журам" гэсэн ойлголтууд хоорондоо холбоогүй байсан. Дараа нь тэд далайн ёроолын нас хуурай газраас хамаагүй залуу гэдгийг олж мэдсэн бөгөөд энэ гадаргуу байнга шинэчлэгдэж байдаг.
Энэ үед дэлхийг шинээр харсны ачаар дэлхийн манти хөдөлдөг, огторгуй огторгуй хөвдөг гэсэн "Лтосферийн ялтсуудын тектоник"-ийн онол болж хувирсан галзуу таамаглал болов. Ийм үйл явц нь мөнхийн мөсний хөдөлгөөнтэй төстэй.
Тодруулсан үйл явцыг ойлгохын тулд хэвшмэл ойлголт, хэвшмэл үзэл бодлоосоо салж, өөр төрлийн оршихуйг ухамсарлах нь чухал юм.
Шинжлэх ухааны цаашдын дэвшил
Дэлхий дээрх геологийн амьдрал өөрийн гэсэн цаг хугацаа, материйн төлөв байдалтай байдаг. Шинжлэх ухаан ижил төстэй байдлыг дахин бүтээж чадсан. Далайн ёроол байнга хөдөлж, дэлхийн гүнээс гадарга руу шинэ бодис гарч, аажмаар хөрсний улмаас хагарал, нурууны тогтоц үүсдэг.
Энэ үед литосферийн асар том ялтсууд тив, далайн ёроолыг зөөвөрлөж байдаг дэлхийн дээд чулуун бүрхүүл болох дэлхийн мантийн гадаргуу дээр хөвөх үед газар дээр үйл явц явагддаг.
Ийм хавтангийн тоо арав орчим байдаг. Нөмрөг нь тайван бус байдаг тул литосферийн ялтсууд хөдөлж эхэлдэг. Лабораторийн нөхцөлд энэ үйл явц нь гайхалтай туршлага юм.
Байгалийн хувьд геологийн гамшигт аюул учруулдаг- газар хөдлөлт. Литосферийн ялтсуудын хөдөлгөөний шалтгаан нь дэлхийн гүнд тохиолддог дэлхийн конвекцийн процессууд юм. Буурсны үр дагавар нь цунами болно.
Япон
Дэлхийн газар хөдлөлийн аюултай бусад бүс нутгуудын дунд Япон онцгой байр эзэлдэг бөгөөд энэ арлуудын гинжийг "галын бүс" гэж нэрлэдэг.
Дэлхийн огторгуйн амьсгалыг нарийн дагаснаар хүн гамшгийн аюулыг урьдчилан таамаглах боломжтой. Тербеллийн процессыг судлахын тулд дэлхийн зузаанд хэт гүний өрөмдлөгийн төхөөрөмжийг нэвтрүүлсэн. Энэ нь 12 км-ийн гүнд нэвтэрч, эрдэмтэд дэлхийн дотор тодорхой чулуулаг байгаа эсэх талаар дүгнэлт хийх боломжийг олгосон.
Цахилгаан соронзон долгионы хурдыг 9-р ангийн физикийн хичээл дээр судалдаг. Бие биенээсээ ижил зайд байрлах жингийн туршлагыг харуул. Тэдгээр нь ердийн хэлбэрийн ижил пүршээр холбогддог.
Хэрэв та эхний жинг баруун тийш тодорхой зайд шилжүүлбэл хоёр дахь нь хэсэг хугацаанд ижил байрлалд байх боловч пүрш аль хэдийн шахагдаж эхэлж байна.
"долгион" гэсэн нэр томъёоны тодорхойлолт
Ийм процесс явагдсанаас хойш хоёр дахь жинг түлхэх уян харимхай хүч бий болсон. Тэр хурдатгал авах болно, хэсэг хугацааны дараа тэр хурдаа авч, энэ чиглэлд хөдөлж, хоёр ба гурав дахь жингийн хооронд хавар шахах болно. Хариуд нь гурав дахь нь хурдатгал авах, хурдасч эхлэх, шилжиж, дөрөв дэх хавар нөлөөлөх болно. Тиймээс процесс нь системийн бүх элементүүд дээр явагдах болно.
Энэ тохиолдолд хоёр дахь ачааны шилжилтийн дагууцаг хугацаа эхнийхээсээ хожуу гарна. Үр нөлөө нь үргэлж шалтгаанаас хоцордог.
Мөн хоёр дахь ачааны шилжилт нь гурав дахь ачааны шилжилтийг дагуулна. Энэ үйл явц баруун тийш тархах хандлагатай байдаг.
Хэрэв эхний жин гармоник хуулийн дагуу хэлбэлзэж эхэлбэл энэ процесс хоёр дахь жинд тархах боловч удаашралтай хариу үйлдэл үзүүлэх болно. Тиймээс, хэрэв та эхний жинг чичиргээ хийвэл цаг хугацааны явцад орон зайд тархах хэлбэлзлийг авч болно. Энэ бол долгионы тодорхойлолт юм.
Давалгааны төрөл
Атомоос бүрдэх бодисыг төсөөлье, тэдгээр нь:
- масстай - туршилтанд санал болгосон жин шиг;
- бие биетэйгээ холбогдож, химийн холбоогоор дамжуулан хатуу биеийг үүсгэнэ (пүршний туршилтанд дурдсанчлан).
Матери бол туршлагаас авсан загвартай төстэй систем гэсэн үг. Энэ нь механик долгионыг тарааж чаддаг. Энэ үйл явц нь уян харимхай хүч үүсэхтэй холбоотой юм. Ийм долгионыг ихэвчлэн "өсдөг" гэж нэрлэдэг.
Уян долгион хоёр төрөл байдаг. Тэдгээрийг тодорхойлохын тулд та урт булаг авч, нэг талдаа засч, баруун тийшээ сунгаж болно. Тэгэхээр долгионы тархалтын чиглэл нь булгийн дагуу байгааг харж болно. Дунд зэргийн хэсгүүд нэг чиглэлд хөдөлдөг.
Ийм долгионд бөөмийн хэлбэлзлийн чиглэлийн шинж чанар нь долгионы тархалтын чиглэлтэй давхцдаг. Энэ ойлголтыг "уртааш долгион" гэж нэрлэдэг.
Хүршээ тэнийлгэж, ирэхийг нь өгвөлтайван байдалд оруулаад дараа нь босоо чиглэлд байрлалаа огцом өөрчлөхөд долгион нь булгийн дагуу тархаж, олон удаа тусах нь харагдана.
Гэхдээ бөөмийн хэлбэлзлийн чиглэл одоо босоо, долгионы тархалт хэвтээ байна. Энэ бол хөндлөн долгион юм. Энэ нь зөвхөн хатуу биетэд байж болно.
Янз бүрийн төрлийн цахилгаан соронзон долгионы хурд өөр өөр байдаг. Энэ өмчийг газар хөдлөлт судлаачид газар хөдлөлтийн эх үүсвэр хүртэлх зайг тодорхойлоход амжилттай ашиглаж байна.
Долгион тархах үед бөөмс нь дагуу болон хөндлөн хэлбэлздэг боловч энэ нь материйн шилжилтийг дагалддаггүй, зөвхөн хөдөлгөөнөөр явагддаг. Тиймээс 9-р ангийн "Физик" сурах бичигт заасан байдаг.
Долгионы тэгшитгэлийн шинж чанар
Физикийн шинжлэх ухааны долгионы тэгшитгэл нь нэг төрлийн шугаман гиперболын дифференциал тэгшитгэл юм. Үүнийг онолын физикийн бусад салбаруудад ч ашигладаг. Энэ бол математикийн физикийн тооцоололд ашигладаг тэгшитгэлүүдийн нэг юм. Ялангуяа таталцлын долгионыг дүрсэлсэн байдаг. Процессыг тодорхойлоход ашигласан:
- акустикт, дүрмээр, шугаман төрөл;
- электродинамикт.
Долгионы процессыг нэг төрлийн долгионы тэгшитгэлийн олон хэмжээст тохиолдлын тооцоонд харуулав.
Давалгаа ба савлуурын ялгаа
Гайхамшигтай нээлтүүд нь энгийн үзэгдлийн тухай бодож байж л гардаг. Галилео зүрхнийхээ цохилтыг цаг хугацааны хэмжүүр болгон авчээ. Ийнхүү механикийн үндсэн заалтуудын нэг болох савлуурын хэлбэлзлийн үйл явцын тогтвортой байдлыг олж мэдсэн. Энэзөвхөн математикийн дүүжинд зориулагдсан - хамгийн тохиромжтой хэлбэлзлийн систем нь:
- тэнцвэрийн байрлал;
- биеийг хазайх үед тэнцвэрт байдалд нь буцаадаг хүч;
- хэлбэлзэл үүсэх үеийн энергийн шилжилт.
Системийг тэнцвэргүй болгохын тулд хэлбэлзэл үүсэх нөхцөл шаардлагатай. Энэ тохиолдолд тодорхой эрчим хүчийг мэдээлдэг. Өөр өөр чичиргээний системүүд өөр өөр төрлийн эрчим хүч шаарддаг.
Хэлбэлзэл гэдэг нь тодорхой хугацааны туршид системийн хөдөлгөөн эсвэл төлөв тогтмол давтагдахаар тодорхойлогддог процесс юм. Хэлбэлзэх үйл явцын тод жишээ бол дүүжин дүүжингийн жишээ юм.
Тусмал болон долгионы үйл явц нь байгалийн бараг бүх үзэгдлүүдэд ажиглагддаг. Долгион нь бодисыг шилжүүлэх шаардлагагүйгээр орчныг цочроох буюу өөрчлөх, орон зайд тархах, энерги зөөх үүрэгтэй. Энэ бол долгионы үйл явцын өвөрмөц шинж чанар бөгөөд тэдгээрийг физикт удаан хугацаанд судалж ирсэн. Судалгаа хийхдээ долгионы уртыг тодруулж болно.
Дууны долгион нь бүх бөмбөрцөгт байж болно, тэд зөвхөн вакуумд байдаггүй. Цахилгаан соронзон долгион нь онцгой шинж чанартай байдаг. Тэд хаа сайгүй, бүр вакуум орчинд ч байж болно.
Долгионы энерги нь түүний далайцаас хамаарна. Эх үүсвэрээс тархсан дугуй долгион нь энергийг орон зайд тараадаг тул түүний далайц маш хурдан буурдаг.
Шугаман долгион нь сонирхолтой шинж чанартай байдаг. Тиймээс түүний энерги нь орон зайд тархдаггүйИйм долгионы далайц нь зөвхөн үрэлтийн хүчнээс болж буурдаг.
Долгионы тархалтын чиглэлийг долгионы фронтод перпендикуляр шугамаар дүрсэлсэн.
Оролцох туяа болон хэвийн туяа хоорондын өнцөг нь тусах өнцөг юм. Хэвийн болон ойсон цацрагийн хооронд ойх өнцөг байна. Долгионы фронттой харьцуулахад саадын аль ч байрлалд эдгээр өнцгийн тэгш байдал хадгалагдана.
Эсрэг чиглэлд хөдөлж буй долгион нийлэх үед тогтсон долгион үүсч болно.
Үр дүн
Тогтвортой долгионы зэргэлдээх зангилааны хоорондох орчны хэсгүүд ижил фазаар хэлбэлздэг. Эдгээр нь долгионы тэгшитгэлд тогтсон долгионы процессын параметрүүд юм. Долгион нийлэх үед тэдгээрийн далайц нэмэгдэж, буурах нь ажиглагдаж болно.
Долгионы үйл явцын үндсэн шинж чанарыг мэдсэнээр тухайн цэгт үүссэн долгионы далайцыг тодорхойлох боломжтой. Энэ үед эхний болон хоёр дахь эх үүсвэрийн долгион ямар үе шатанд ирэхийг тодорхойлъё. Түүнчлэн, үе шатууд эсрэгээрээ байна.
Хэрэв замын зөрүү нь сондгой тооны хагас долгион байвал энэ цэг дэх үүссэн долгионы далайц хамгийн бага байх болно. Замын зөрүү нь 0 буюу бүхэл тооны долгионы урттай тэнцүү бол уулзах цэг дээр үүссэн долгионы далайцын өсөлт ажиглагдах болно. Энэ нь хоёр эх үүсвэрийн долгион нэмэгдэхэд үүсдэг хөндлөнгийн загвар юм.
Цахилгаан соронзон долгионы давтамжийг орчин үеийн технологид тогтоодог. Хүлээн авах төхөөрөмж нь сул цахилгаан соронзон долгионыг бүртгэх ёстой. Хэрэв та цацруулагч тавих юм бол илүү их долгионы энерги хүлээн авагч руу орох болно. Хамгийн ихийг бий болгохын тулд тусгалын системийг суурилуулсанхүлээн авагч төхөөрөмж дээрх дохио.
Долгионы үйл явцын онцлог нь гэрлийн мөн чанар, материйн бүтцийн тухай орчин үеийн санаануудын үндэс юм. Тиймээс 9-р ангийн физикийн сурах бичигт тэдгээрийг судлахдаа механикийн салбараас бодлого шийдвэрлэх аргыг амжилттай сурах боломжтой.
