Распространение механических волн в средах. Применение ультразвука и инфразвука в быту и технике
Распространение колебания в среде называется волной; механические волны не распространяются в вакууме, потому что им нужна среда, частицы которой взаимодействуют. В волне частицы колеблются, но само вещество не переносится, а энергия передаётся. Если частицы колеблются вдоль направления волны, она продольная (распространяется в газах, жидкостях и твёрдых телах); если перпендикулярно ему, она поперечная (только в твёрдых телах, поскольку требуется упругость сдвига). Расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе, — длина волны λ: λ = υT = υ/ν. Человек слышит волны примерно от 20 Гц до 20 000 Гц как звук; ниже 20 Гц — инфразвук, выше 20 кГц — ультразвук. Скорость звука около 340 м/с в воздухе (при 0 °C немного меньше), около 1500 м/с в воде и ~5000 м/с в стали. Ультразвук применяют в гидролокации (эхолокации), дефектоскопии металла, медицинском обследовании (ультразвуковое исследование) и очистке; инфразвук — для наблюдения за землетрясениями и природными явлениями.
Только на уроке: колеблите один конец длинной пружины (слинки) или верёвки, чтобы увидеть поперечную волну; сожмите и отпустите пружину, чтобы увидеть продольную волну. Не используйте громкие устройства; берегите слух.