Контрольные вопросы к промежуточному экзамену по физике, страница 3

49. Получите волновое уравнение (дифференциальное уравнение волны) дли продольных плоских упругих волн в твердом теле. Из его вида определите, чему равна фазовая скорость в этом случае.

50. В чем будут отличаться и в чем будут похожи выводы волнового уравнения для продольны* и поперечных плоских упругих волн в твердом теле и его следствия?

51. Рассчитайте энергию и обьемную плотность энергии для продольных упругих волн в твердом теле. Какие выводы можно сделать для гармонических волн? Какие особенности будут проявляться для поперечных волн?

52. Что такое поток энергии и плотность потока энергии? Получите, как они связаны с объемной плотностью энергии и как все эти величины зависят от времени и от параметров гармонической волны.

53. Используя понятие среднего потока энергии и интенсивности волн, рассчитайте, как зависит от радиуса амплитуда незатухающей сферической волны. Какие еще необходимы допущения для справедливости полученного вывода?

54. Что такое волновой пакет и как его можно связать с гармоническими волнами? Проиллюстрируйте рисунком. Объясните, что необходимо считать скоростью передачи энергии волновым пакетом. Что такое групповая скорость?

55. Получите выражение для групповой скорости в случае простейшего волнового пакета, образованного двумя гармоническими волнами с близкими параметрами. Получите связь групповой скорости с фазовой.

56. Что такое дисперсия волн? Как групповая скорость связана с фазовой? В каких случаях она больше фазовой и в каких — меньше? Приведите примеры. Какие бывают виды дисперсии, и какие потери энергии им соответствуют?

57. Для случаев волн на глубокой воде и капиллярных волн рассчитайте фазовые и групповые скорости и сделайте выводы о видах дисперсии и затухании,

58. Что такое интерференция волн, при каких условиях она наблюдается? Сделайте вывод на основе закономерностей сложения гармонических колебаний и проанализируйте условия максимума и минимума результирующей амплитуды. Что будет наблюдаться в случае различных частот складывающихся волн?

59. Что такое стоячие волны? Получите выражение для стоячей волны в случае наложения двух встречных плоских гармонических волн. Проанализируйте его и нарисуйте, как при этом происходят колебания.

60. Чему равна амплитуда стоячей волны? Что такое узлы и пучности? Получите выражения для их координат и определите их относительное расположение в стоячей волне.

61. Как связаны между собой фазы колебаний в различных точках стоячей волны? В каких случаях при отражении волн от границы раздела двух сред на ней находится узел, а в каких - пучность? Рассчитайте разность фаз падающей и отраженной волн на границе раздела в случае, когда на ней находится узел.

62. Происходит ли перенос энергии в стоячей волне и почему? Где на практике может образоваться стоячая волна, при каких условиях и почему этого стараются избежать?

63. Что называется звуком в широком смысле слова (в узком смысле слова)? Для каких значений параметров упругих волн они воспринимаются человеком как звук? Дайте понятия величин: высота тона, тембр, громкость. Как и в каких единицах измеряется громкость? Приведите характерные примеры.

Получите волновое уравнение для упругих волн в жидкостях и газах. Чему при этом равна фазовая скорость волн? От каких характеристик вещества и процессов она зависит и почему?

64. Определите зависимость давления воздуха от плотности в условиях адиабатного процесса. Обоснуйте применение адиабатного процесса. С помощью волнового уравнения и уравнения состояния идеального газа определите скорость звука в воздухе.

65,   Определите амплитуду звукового давления при распространении звуковых волн в воздухе. Приведите оценку для характерных случаев.

6С>. Что представляет собой эффект Доплера для упругих волн? Рассчитайте, как изменяется длина излучаемых волн при движении их источника.

67. Рассчитайте как изменяется частота, воспринимаемая приемником звука при его движении. Проанализируйте частные случаи эффекта Доплера и сделайте вывод о связи изменения частоты с изменением расстояния между источником и приемником.