Бвойства мСханичСских Π²ΠΎΠ»Π½
ΐβςξπ naturalscience.ru   

ΠžΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ»Π½. Π˜Π·ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ это явлСниС Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… Π²ΠΎΠ»Π½. ΠŸΡ€ΠΎΠ΄Π΅Π»Π°Π΅ΠΌ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚. ΠŸΡ€ΠΈΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΠΌ Π³Ρ€ΠΎΠΌΠΊΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ (Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊ) ΠΊ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Ρƒ Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ частоты. ΠœΡ‹ ΡƒΡΠ»Ρ‹ΡˆΠΈΠΌ ΠΆΡƒΠΆΠ°Ρ‰Π΅-свистящий Π·Π²ΡƒΠΊ. Направим Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊ Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС. Рядом с Π³Ρ€ΠΎΠΌΠΊΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΌ поставим ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½, присоСдинСнный ΠΊ осциллографу. Он ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½ воспринимаСт слабый Π·Π²ΡƒΠΊ.

РасполоТим Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π½Π°Π΄ Π³Ρ€ΠΎΠΌΠΊΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΌ лист Ρ„Π°Π½Π΅Ρ€Ρ‹. ΠžΡΡ†ΠΈΠ»Π»ΠΎΠ³Ρ€Π°Ρ„ сразу ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠΊΠ°ΠΆΠ΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π²ΡƒΠΊ, доходящий Π΄ΠΎ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π°, стал Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Π½ΠΎ Π³Ρ€ΠΎΠΌΡ‡Π΅. Из ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π° слСдуСт Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹ способны ΠΎΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρ‹ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π° ΠΈ дрСвСсины.

ΠžΠΏΡ‹Ρ‚Ρ‹ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ мСханичСскими Π²ΠΎΠ»Π½Π°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΡΡ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ±ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅: мСханичСскиС Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹ любого происхоТдСния ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΎΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρ‹ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π΄Π²ΡƒΡ… срСд.

ΠŸΡ€Π΅Π»ΠΎΠΌΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ»Π½. ΠŸΡ€ΠΈ распространСнии мСханичСских Π²ΠΎΠ»Π½ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ явлСниС прСломлСния. Рассмотрим, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, морскиС Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹, Π½Π°Π±Π΅Π³Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ±Ρ€Π΅ΠΆΠ½ΡƒΡŽ мСль. ВзглянитС Π½Π° рисунок. Π‘Π΅Ρ€ΠΎ-ΠΆΠ΅Π»Ρ‚Ρ‹ΠΌ Ρ†Π²Π΅Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ пСсчаный Π±Π΅Ρ€Π΅Π³, Π° Π³ΠΎΠ»ΡƒΠ±Ρ‹ΠΌ - глубокая Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ моря. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ - пСсчаная мСль.

Π’ΠΎΠ»Π½Ρ‹, Π±Π΅Π³ΡƒΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎ Π³Π»ΡƒΠ±ΠΎΠΊΠΎΠΉ Π²ΠΎΠ΄Π΅, Ρ€Π°ΡΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚Ρ€Π°Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ красной стрСлки. Π’ мСстС набСгания Π½Π° мСль Π²ΠΎΠ»Π½Π° прСломляСтся: измСняСт Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ распространСния. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ синяя стрСлка, ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ распространСния Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹, располоТСна ΡƒΠΆΠ΅ ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅.

Дифракция Π²ΠΎΠ»Π½. Познакомимся с Π΅Ρ‰Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ интСрСсным физичСским явлСниСм, присущим Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π²ΠΎΠ»Π½Π°ΠΌ. Оно называСтся Π΄ΠΈΡ„Ρ€Π°ΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ (Π»Π°Ρ‚. "дифрактус" - ΠΏΡ€Π΅Π»ΠΎΠΌΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ). ПонаблюдаСм Π·Π° Π²ΠΎΠ»Π½Π°ΠΌΠΈ Π½Π° повСрхности моря. ВзглянитС Π½Π° рисунок:

Π’ΠΎΠ»Π½Ρ‹, Π±Π΅Π³ΡƒΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΊ Π½Π°ΠΌ ΠΏΠΎ морской Π³Π»Π°Π΄ΠΈ, Π·Π°ΡΠ»ΠΎΠ½ΡΡŽΡ‚ΡΡ большим ΠΊΠ°ΠΌΠ½Π΅ΠΌ (слСва). Но камСнь помСньшС (справа) ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π΅ являСтся ΠΏΡ€Π΅Π³Ρ€Π°Π΄ΠΎΠΉ для Π²ΠΎΠ»Π½: ΠΎΠ½ΠΈ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ³ΠΈΠ±Π°ΡŽΡ‚. ΠžΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ»Π½ ΠΎΡ‚ прямолинСйного распространСния, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ³ΠΈΠ±Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠΌΠΈ прСпятствий, называСтся явлСниСм Π΄ΠΈΡ„Ρ€Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΈ.

Дифракция Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΎΡ‚Ρ‡Π΅Ρ‚Π»ΠΈΠ²ΠΎ проявляСтся, Ссли Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π½Π°Π±Π΅Π³Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹ большС Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² прСпятствия. Позади Π½Π΅Π³ΠΎ Π²ΠΎΠ»Π½Π° распространяСтся Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΊΠ°ΠΊ Π±ΡƒΠ΄Ρ‚ΠΎ прСпятствия Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ вовсС.

Π˜Π½Ρ‚Π΅Ρ€Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΡ Π²ΠΎΠ»Π½. Π”ΠΎ сих ΠΏΠΎΡ€ ΠΌΡ‹ рассматривали явлСния, связанныС с распространСниСм ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹: ΠΎΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΏΡ€Π΅Π»ΠΎΠΌΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Π΄ΠΈΡ„Ρ€Π°ΠΊΡ†ΠΈΡŽ. Рассмотрим Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ взаимовлияниС Π΄Π²ΡƒΡ… Π²ΠΎΠ»Π½ - явлСниС ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠΈ (Π»Π°Ρ‚. "ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€" - Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎ, "Ρ„Π΅Ρ€ΠΈΠΎ" - ΡƒΠ΄Π°Ρ€ΡΡŽ).

Π˜Π·ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ это явлСниС Π½Π° ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π΅. К Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΌΡƒ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Ρƒ присоСдиним Π΄Π²Π° громкоговоритСля, соСдинСнныС ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. ΠŸΡ€ΠΈΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΊΠΎΠΌ Π·Π²ΡƒΠΊΠ° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊ осциллографу.

НачнСм ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½ Π²ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎ, удаляя Π΅Π³ΠΎ ΠΎΡ‚ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΎΠ². ΠžΡΡ†ΠΈΠ»Π»ΠΎΠ³Ρ€Π°Ρ„ ΠΏΠΎΠΊΠ°ΠΆΠ΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π²ΡƒΠΊ становится Ρ‚ΠΎ слабСС, Ρ‚ΠΎ вновь усиливаСтся. Π’Π΅Ρ€Π½Π΅ΠΌ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„ΠΎΠ½ Π½Π° ΡΡ€Π΅Π΄Π½ΡŽΡŽ линию ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π²Π»Π΅Π²ΠΎ, ΠΎΠΏΡΡ‚ΡŒ-Ρ‚Π°ΠΊΠΈ удаляя ΠΎΡ‚ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΎΠ². ΠœΡ‹ снова ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠΌ Ρ‚ΠΎ ослаблСниС, Ρ‚ΠΎ усилСниС Π·Π²ΡƒΠΊΠ°. Π˜Ρ‚Π°ΠΊ, Π² пространствС, Π³Π΄Π΅ Ρ€Π°ΡΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚Ρ€Π°Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ нСсколько Π²ΠΎΠ»Π½, ΠΈΡ… интСрфСрСнция ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ возникновСнию областСй с ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈ ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ значСниями Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Ρ‹ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ.