Главная›Физика›Волновое движение

Физика · Пробное ЕНТ

Волновое движение: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Волновое движение» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Волновое движение»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Волновое движение

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Волновое движение». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Волновое движение

Связывайте движение волны с колебаниями отдельных частиц среды

В механической волне частицы среды не перемещаются вместе с фронтом волны, а колеблются около положений равновесия. Для решения задач важно различать скорость распространения волны, скорость частиц среды, длину волны, фазу и параметры стоячей волны.

01 Определите тип волны Поперечная, продольная, бегущая или стоячая

02 Свяжите скорость и длину волны Используйте частоту или период колебаний источника

03 Проверьте фазу Расстояние между точками определяет пространственный сдвиг фаз

04 Для струны учтите натяжение Скорость определяется натяжением и линейной плотностью

Основные характеристики волны

За один период волна распространяется на одну длину волны. Поэтому скорость, длина волны, частота и период непосредственно связаны.

v = λ f

v = \frac{λ}{T}

f = \frac{1}{T}

Скорость распространения волны определяется свойствами среды, а частота при переходе волны из одной среды в другую остаётся частотой источника.

Поперечные и продольные волны

Поперечная волна Частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны.

Продольная волна Частицы колеблются вдоль направления распространения, образуя чередующиеся сгущения и разрежения.

Перенос энергии Бегущая волна переносит энергию и может переносить импульс, но не переносит вещество среды вместе с собой на большие расстояния.

Фаза колебаний

Точки одной гармонической бегущей волны, расположенные в разных местах, в общем случае колеблются с разными фазами.

Δ φ = \frac{2 π Δ x}{λ}

k = \frac{2 π}{λ}

ω = 2 π f

Ближайшие синфазные точки разделены одной длиной волны. Ближайшие точки в противофазе разделены половиной длины волны.

Уравнение бегущей волны

Для гармонической волны, распространяющейся вдоль положительного направления координатной оси, можно использовать следующую форму.

y = A \sin (ω t - k x + φ_{0})

v = \frac{ω}{k}

Знак перед пространственным членом связан с направлением распространения. Не следует путать скорость распространения волны со скоростью колебательного движения отдельной частицы среды.

Волна на натянутой струне

Скорость поперечной волны на идеализированной натянутой струне увеличивается при увеличении натяжения и уменьшается при увеличении линейной плотности.

v = \sqrt{\frac{F}{μ}}

μ = \frac{m}{l}

Если натяжение увеличивается в четыре раза при неизменной линейной плотности, скорость увеличивается только в два раза.

Стоячая волна

Стоячая волна возникает при наложении встречных когерентных волн одинаковой частоты. В узлах амплитуда равна нулю, а в пучностях достигает максимума.

d_{узел-узел} = \frac{λ}{2}

d_{узел-пучность} = \frac{λ}{4}

Струна, закреплённая с двух концов

На обоих закреплённых концах находятся узлы. Поэтому длина струны должна содержать целое число полуволн.

λ_{n} = \frac{2 L}{n}

f_{n} = \frac{n v}{2 L}

Номер гармоники

n

является положительным целым числом. Основному тону соответствует первая гармоника.

Суперпозиция гармонических волн

При наложении волн смещения частиц складываются. Для двух волн одинаковой частоты и одинаковой амплитуды результирующая амплитуда зависит от разности фаз.

A_{рез} = 2 A | \cos (\frac{Δ φ}{2}) |

I \propto A^{2}

Пропорциональность интенсивности квадрату амплитуды используется при сравнении волн одинаковой частоты в одной и той же среде.

Главная связь

Изменение среды меняет скорость и длину волны, но не частоту источника

При переходе механической волны в другую среду колебания на границе вынуждают следующую среду колебаться с той же частотой. Поэтому изменение скорости распространения компенсируется соответствующим изменением длины волны.

f_{1} = f_{2}

\frac{λ_{2}}{λ_{1}} = \frac{v_{2}}{v_{1}}

Алгоритм

Как решать задачу по волновому движению

Определите известные характеристики

Выделите скорость, частоту, период, длину волны, расстояние между точками и фазовый сдвиг.

Найдите длину волны

Чаще всего именно она связывает пространственные расстояния с частотой, периодом и фазой.

Для струны найдите скорость

Учитывайте одновременно натяжение и линейную плотность, а затем переходите к гармоникам или длине волны.

Проверьте смысл результата

Узлы должны быть разделены половиной длины волны, а частота при переходе между средами не должна самопроизвольно изменяться.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Половина длины волны принимается за синфазность

На расстоянии в половину длины волны точки находятся в противофазе, а ближайшие синфазные точки разделены полной длиной волны.

Частота меняется при переходе в другую среду

Частоту задаёт источник. При изменении скорости меняется длина волны.

Узлы стоят через четверть длины волны

Четверть длины волны — расстояние от узла до соседней пучности. Между соседними узлами находится половина длины волны.

Частицы движутся вместе с волной

Частицы среды колеблются около положений равновесия, тогда как волновое возмущение распространяется по среде.

Скорость пропорциональна натяжению струны

Скорость пропорциональна квадратному корню из натяжения, поэтому четырёхкратное натяжение даёт только двукратную скорость.

Скорость волны и скорость частицы считаются одной величиной

Скорость волны характеризует распространение фазы, а мгновенная скорость частицы определяется её собственным колебательным движением.