43. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине. Медицинская физика

43. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине. Медицинская физика

ВикиЧтение

Медицинская физика
Подколзина Вера Александровна

Содержание

43. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине

Из теории Максвелла вытекает, что различные электромагнитные волны, в том числе и световые, имеют общую природу. В связи с этим целесообразно представить всевозможные электромагнитные волны в виде единой шкалы.

Всякая шкала условно подразделяется на шесть диапазонов: радиоволны (длинные, средние и короткие), инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-излучения. Эта классификация определяется либо механизмом образования волн, либо возможностью зрительного восприятия их человеком. Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели).

Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц (микроизлучателей). Рентгеновское излучение возникает при внутриатомных процессах. Гамма-излучение имеет ядерное происхождение.

Некоторые диапазоны перекрываются, так как волны одной и той же длины могут образовываться в разных процессах. Так, наиболее коротковолновое ультрафиолетовое излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским. В этом отношении очень характерна пограничная область инфракрасных волн и радиоволн. До 1922 г. между этими диапазонами был пробел. Наиболее коротковолновое излучение этого незаполненного промежутка имело молекулярное атомное происхождение (излучение нагретого тела), а наиболее длинноволновое излучалось макроскопическими вибраторами Герца. Даже миллиметровые волны могут генерироваться не только радиотехническими средствами, но и молекулярными переходами. Появился раздел «Радиоспектроскопия», который изучает поглощение и излучение радиоволн различными веществами.

В медицине принято следующее условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны (табл. 1).

Таблица 1

Условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны

Часто физиотерапевтическую электронную аппаратуру низкой и звуковой частоты называют низкочастотной. Электронную аппаратуру всех других частот называют обобщающим понятием – «высокочастотная аппаратура».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

1. Системы и их классификация

1. Системы и их классификация Система – тело или несколько тел, находящихся во взаимодействии между собой (диффузия, теплообмен, химическая реакция) и отделенных от окружающей среды.Состояние системы в термодинамике определяется с помощью набора переменных, называемых

2.

Классификация процессов коррозии металлов

2. Классификация процессов коррозии металлов Классифицировать коррозию принято по механизму, условиям протекания процесса и характеру разрушения. По механизму протекания коррозионные процессы, согласно ГОСТ 5272-68, подразделяются на два типа: электрохимические и

18. Ультразвук и его применение в медицине

18. Ультразвук и его применение в медицине Ультразвук представляет собой высокочастотные механические колебания частиц твердой, жидкой или газообразной среды, неслышимые человеческим ухом. Частота колебаний ультразвука выше 20 000 в секунду, т. е. выше порога

5. Главный порядок — спектральная классификация

5. Главный порядок — спектральная классификация Звезды невероятно разнообразны. Но нельзя же все их бесконечное множество изучать поштучно. Какая же тогда наука? Наука — это прежде всего общие закономерности. В поисках закономерностей и обратили люди внимание на

Новая классификация камней

Новая классификация камней М.Дж. Оппенгейм Ниже приводится классификация камней, применимая ко всем разновидностям и рекомендуемая для всеобщего использования. Эта классификация, с одной стороны, совершенно четкая и жесткая, с другой стороны – весьма гибкая и удобная.

2.1. Классификация малых тел Солнечной системы

2.1. Классификация малых тел Солнечной системы О, пыль миров! О, рой священных пчел! Я исследил, измерил, взвесил, счел, Дал имена, составил карты, сметы… М. Волошин Пространство Солнечной системы между планетами населено телами, чьи размеры сильно отличаются — от

3.12. Физическая классификация астероидов

3. 12. Физическая классификация астероидов До 70-х годов XX в. мало что было известно о физических свойствах и минералогическом составе астероидов. Предположение о том, что метеориты являются осколками астероидов, не было в достаточной мере подкреплено наблюдательными

Классификация ФММ бизнес процессов

Классификация ФММ бизнес процессов Для чего нужны физико-математические модели?Что они моделируют и какую выгоду они дают бизнесмену?Ведь бизнес можно вести без знания высокой материи физики и математики.Да, можно.Но вот, вам вопрос.Допустим есть два человека, у них

1. Понятие, классификация радиоволн. Особенности распространения радиоволн

Особенности распространения радиоволн

реферат

Радиоволнами условно называют электромагнитные волны в диапазоне от 100000 м до примерно 0,1 мм, что, применяя известное соотношение между длиной волны и частотой соответствует интервалу частот от 3000 гц до 3*10¹² гц.

Используемые в технике связи волны принято подразделять по десятичному признаку на диапазоны: сверхдлинных волн (СДВ) от 10⁵ до 10⁴ м, длинных волн (ДВ) от 10⁴ до 10³ м, средних волн (СВ) от 10³ до 100 м, коротких волн (КВ) от 100 до 10 м, метровых волн (МВ) от 10 до 1 м, дециметровых волн (ДМВ) от 1 до 0,1 м, сантиметровых волн (СМВ) от 10 до 1 см, миллиметровых волн (ММВ) от 1 см до 1 мм и субмиллиметровых волн (СММВ) от 1 до 0,1 мм. Волны короче 0,1 мм относят к диапазону оптических волн.

Диапазоны МВ, ДМВ и СМВ часто называют ультракороткими волнами. Сверхвысокими частотами называют частоты диапазонов ДМВ и СМВ.

Скорость распространения радиоволн в свободном пространстве составляет 3 * 10⁸ м/с.

Дифракция радиоволн — явление, состоящее в том, что радиоволны способны огибать препятствия. Дифракция проявляется тем сильнее, чем больше длина волны по сравнению с размерами препятствий. Например, километровые и гектометровые волны огибают горы, холмы, большие городские здания и т. д. В то же время волны микроволновых диапазонов не огибают эти препятствия, образуя непосредственно за ними зоны радиотени. Благодаря явлению дифракции волны огибают неровности земной поверхности, распространяясь в виде поверхностной (земной) волны на расстояния, превышающие дальность прямой видимости.

Рефракция радиоволн — явление преломления радиоволн в атмосфере вследствие уменьшения плотности воздуха с высотой, приводящее к увеличению дальности распространения поверхностной радиоволны. При среднем (нормальном) состоянии атмосферы (температура воздуха на уровне моря 15°С, снижение температуры с высотой-0,65°С на 100 м, уменьшение давления — дальность распространения поверхностной радиоволны увеличивается на 15 … 20% по сравнению с дальностью геометрической видимости (случай нормальной атмосферной рефракции). При некоторых особых состояниях атмосферы, когда плотность воздуха уменьшается с высотой быстрее, чем в нормальной атмосфере, может образоваться атмосферный волновод (суперрефракция), по которому поверхностная волна распространяется в несколько раз дальше, чем при нормальной рефракции.

Интерференция радиоволн — явление взаимного наложения радиоволн, приходящих в точку приема по разным путям. Если амплитуды радиоволн, приходящих по двум путям различной длины, одинаковы, то при совпадающих фазах результирующее поле удваивается, при противоположных фазах равно нулю. Фок В. А. Дифракция радиоволн вокруг земной поверхности. — М.: Изд-во АН СССР, 1979.

С явлением интерференции радиоволн связаны замирания сигнала, а также появление повторных контуров на телевизионном изображении.

Радиоволны принято также классифицировать по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара.

Волны, распространяющиеся в свободном пространстве (космосе) от одного космического объекта к другому, носят название прямых или свободно распространяющихся. К этой же категории можно в некоторых случаях отнести волны, распространяющиеся между наземной станцией и космическим объектом, а именно в те случаях, когда влиянием относительно тонкого слоя атмосферы можно пренебречь. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. — М.: Советское «Радио», 1972.

Радиосвязь может осуществляться с помощью поверхностных и пространственных радиоволн.

Волны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие ее вследствие явления дифракции, получили название земных или поверхностных. Способность волн огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий. Чем ниже частота сигнала, тем больше дальность распространения поверхностной волны. Чем короче волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине УКВ очень слабо дифрагирует вокруг поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости.

Ультракороткие волны, распространяющиеся за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км, получили название тропосферных.

Наконец, волны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счет однократного и многократного отражения от ионосферы (т. е. ионизированной оболочки атмосферы), называются ионосферными или пространственными.

Слои ионосферы: слой D с наиболее слабой электронной концентрацией, высота 60 … 80 км (существует только днем), слой Е со средней электронной концентрацией, высота 90 … 150 км, слой F с наиболее высокой электронной концентрацией, высота 190 … 500 км; летом расщепляется на два слоя с различной электронной концентрацией: F₁ (высота 190 … 230 км) и F₂ (высота 230 … 500 км).

Делись добром 😉

Методы исследования космического радиоизлучения

1.2 Цель изучения космических радиоволн

По-моему, главная цель изучения радиоизлучения космических объектов-это изучение процессов, происходящих в/на этих объектах или самих объектов, с целью выяснения природы происхождения данного объекта…

Особенности распространения радиоволн

2. Особенности распространения радиоволн

Мириаметровые и километровые волны Диапазоны частот от 3 до 30 кГц — очень низкие частоты (ОНЧ) и от 30 до 300 кГц — низкие частоты (НЧ). ..

Принципы работы и поверка электродинамических и электромагнитных средств измерений

1.2 Понятие погрешностей средств измерений. Классификация погрешностей

Погрешность средства измерения — отклонение показания средства измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Оно характеризует точность результатов измерений, проводимых данным средством…

Принципы радиосвязи

Распространение радиоволн в земных условиях

Излучение радиоволн Любой колеблющийся электрический заряд является источником переменного электромагнитного поля, излучающего в окружающее пространство. Излучение зарядом электромагнитной волны можно пояснить следующим образом…

Проектирование и расчет усилителей

1. УСИЛИТЕЛИ: ПОНЯТИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ

…

Радиолокационные установки

1. Основные способы распространения радиоволн

Три основных способа распространения радиоволн: Отражение — имеет место при падении волны на объекты с размерами много больше длины волны. Наблюдаются, например, отражения от земли, стен зданий и т.п…

Радиолокационные установки

1.3 Дифракция радиоволн

Явление дифракции позволяет радиоволнам распространяться вокруг сферической земной поверхности за горизонт и за различные препятствия. Несмотря на перекрытие прямой видимости и существенное уменьшение уровня сигнала…

Радиолокационные установки

1.4 Рассеяние радиоволн

Потери от рассеяния радиоволн на препятствиях обычно много меньше потерь отражения и дифракции. Это объясняется тем, что рассеяние волн происходит во всех направлениях (на таких объектах, как мачты, лампы, деревья и т.д.)…

Распространение радиоволн

3. Общие свойства радиоволн.

Распространение радиоволн в земном пространстве зависит от свойств поверхности земли и свойств атмосферы. Условия распространения радиоволн вдоль поверхности земли в значительной мере зависят от рельефа местности…

Распространение радиоволн

4. Распространение поверхностных (земных) радиоволн

Распространение поверхностных радиоволн определяется двумя факторами: дифракцией и влиянием земной поверхности. Как известно, воздух не вызывает ослабления радиоволн практически во всех диапазонах частот и, казалось бы…

Распространение радиоволн

5. Распространение пространственных радиоволн.

Пространственные волны распространяются в атмосфере и не касаются земной поверхности. Атмосферой называется газообразная оболочка Земли, простирающаяся на высоту более 1000 км…

Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства систем подвижной радиосвязи

Распространение радиоволн — Задача 5

антенна направленность сигнал радиоволна Для линии радиосвязи Земля/космический аппарат определить предельное расстояние, на котором земная станция будет принимать сигналы космического аппарата…

Расчет линии радиосвязи между Моршанском и Рязанью

1. Особенности распространения радиоволн

Поверхностная волна обладает ярко выраженной способностью к дифракции и обеспечивает устойчивую надежную радиосвязь на больших расстояниях при использовании сложных и дорогих антенно-мачтовых сооружений. ..

Расчет усилителя

1 ПОНЯТИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ

Частный случай управления энергией, при котором путем затраты небольшого ее количества можно управлять энергией, во много раз большей, называется усилением [1]. При этом необходимо, чтобы процесс управления являлся непрерывным…

Системы железнодорожной радиосвязи

2.1 Базовые кривые распространения радиоволн

Расчет дальности поездной радиосвязи, работающей в диапазоне метровых волн, усложняется тем, что приходится учитывать рельеф местности, влияющий на условия распространения радиоволн. Расчет выполняется по базовым кривым распространения (рис.2…

Радиоволны – определение, частотный диапазон, типы и использование

Радиоволны – это волны, являющиеся разновидностью электромагнитного излучения и повторяющиеся с наибольшей частотой радиоволн от высокой 300 ГГц до низкой, например, 3 кГц; однако кое-где он характеризуется частотой более 3 ГГц, как микроволны. На частоте 300 ГГц частота радиоволн составляет 1 мм, а на частоте 3 кГц — 100 км. Они движутся со скоростью света, как и все другие электромагнитные скорости радиоволн. Астрономические объекты создают все волны, которые обычно случаются. Радиоволны неправильной формы используются в радиопереписке, радарах, компьютерных системах, радиовещании, различных структурах маршрутов и различных применениях радиоволн.

Введение в радиоволны

Радиоволны — это разновидность электромагнитных волн, длина волны которых попадает в электромагнитный спектр. Радиоволны имеют самую большую длину волны среди электромагнитных волн. Как и все другие электромагнитные волны, радиоволны также распространяются со скоростью света. Радиоволны обычно генерируются заряженными частицами при ускорении.

Радиоволны искусственно генерируются передатчиками и принимаются антеннами или радиоприемниками. Радиоволны обычно используются для стационарной или мобильной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, спутников связи.

Открытие

Концепция радиоволн была впервые предсказана Джеймсом Максвеллом, предсказавшим поведение электромагнитных волн из уравнения Максвелла. Позднее эту концепцию продемонстрировал Генрих Герц. Но первое в истории успешное практическое воплощение было создано Гульельмо Маркони, за что он был удостоен Нобелевской премии. Радиоволны впервые были использованы в коммерческих целях в 1900 году и были названы волнами Герца, а затем переименованы в радиоволны.

Существует два типа радиоволн. Длинные волны могут огибать препятствия и распространяться на большие расстояния, как горы, повторяя контуры земли. Поскольку земля не является идеальным проводником, сигнал аннулируется, когда они следуют по поверхности земли. Более короткие волны отражаются от ионосферы Земли и распространяются по прямой линии и обычно имеют диапазон видимых горизонтов. Короткие волны называются небесными волнами, а длинные – земными.

Все объекты в космосе излучают некоторое количество радиоволн. Солнце постоянно излучает радиоволны, которые могут быть уловлены радиотелескопами, установленными в космосе. Это помогает нам спланировать солнечную вспышку, которая может вызвать сбои в нашей сети связи.

Все средства связи, которыми мы пользуемся на Земле, являются частью радиоволн, от мобильной сети до старых радиоканалов, от телевидения до военной связи.

В космосе радиоволны распространяются со скоростью света. Но в материальной среде скорость Радиоволн подчиняется закону обратных квадратов. Основной проблемой распространения радиоволн является дифракция и отклонение. С увеличением длины распространения потери при передаче становятся огромными, и сигнал может страдать от потери данных. Для преодоления этой проблемы используется концепция ретрансляционной передачи. Участки релейной передачи называют также усилителем, который принимает сигнал, усиливает его и ретранслирует в атмосферу.

Радиоволны Определение

Радиоволны обычно создаются радиопередатчиками и могут приниматься радиоприемниками. Радиоволны, имеющие различные частоты, обладают различными свойствами распространения в земной среде. Длинные волны преломляются вокруг различных препятствий и следуют контуру, тогда как короткие волны отражают ионосферу и возвращаются в великое запредельное небесных волн.

Диапазон частот радиоволн

6

5

1 мм

676 9000 9000

6 76676 9000 76676 9000 7676 9000 7676

6 9000

6 9000 9000 2 9000 9000 9000 2

6

6 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 2 9000 9000.0005

Радиоволны ELF, наименьшая из всех частот радиоволн, обладают большой дальностью действия и ценны при проникновении в воду и скалы для связи с подводными лодками, а также внутри шахт и пещер. Наиболее примечательным общим источником волн ELF/VLF являются молнии. Радиогруппы НЧ и СЧ включают в себя морское и авиационное радио, а также коммерческое AM-радио. Рекуррентные группы AM-радио находятся в диапазоне от 535 кГц до 1,7 мегагерц. AM-радио имеет большой радиус действия, особенно ночью.

HF, VHF и UHF — это радиоволны, использующие FM-радио, передающие звук телевизора, общественное радио, мобильные телефоны и GPS. Эти группы регулярно используют «частотную модуляцию» (FM) для кодирования или ослепления звукового или информационного сигнала на транспортной волне.

FM обеспечивает превосходное качество знаков по сравнению с AM, потому что экологические компоненты не влияют на повторяемость того, как они влияют на адекватность. Получатель игнорирует разновидности по амплитуде.

Короткие радиоволны используют частоты в диапазоне ВЧ от 1,7 до 30 мегагерц. Внутри этого участка коротковолновый диапазон разделен на несколько фрагментов, часть из которых отведена под обычные телекоммуникационные станции.

СВЧ и КВЧ говорят на самых высоких частотах в радиодиапазоне и иногда рассматриваются как особенность микроволнового диапазона. Заметные повсюду молекулы будут, как правило, усваивать эти частоты, что ограничивает их диапазон и области применения.

Использование радиоволн

Использование радиоволн объясняется в соответствии с другими электромагнитными волнами в первую очередь в свете их привлекательных свойств распространения, исходящих от их огромной длины волны радиоволн. Длина волны радиоволн может проходить через атмосферу, листву и большинство строительных материалов, а за счет дифракции может закручиваться вокруг блоков, и совсем не так, как другие электромагнитные волны, они, как правило, будут рассеиваться, а не потребляться объектами, превышающими их частоту. радиоволн. Радиоволны используются в стандартном радио и телевидении, коротковолновом радио, регулировании маршрутов и аэропортов, сотовой связи и даже в игрушках с дистанционным управлением.

Решенные вопросы

1. Какова скорость радиоволн?

В свободном пространстве (вакууме) скорость радиоволн самая высокая, «скорость света». насколько быстро длина волны радиоволн распространяется, зависит от того, через что они проходят, наиболее экстремально для пространства, медленнее для материи, в зависимости от вида материи и повторения волн.

Забавные факты

1. Клерк Максвелл в 1860-х годах изначально предполагал существование радиоволн. Его гипотеза называется гипотезой Максвелла, изображающей радио и световые волны.

2. Генрих Герц продемонстрировал радиоволны в своей лаборатории в 1887 году. Герц — это единица измерения радиоволн, названная в честь Генриха Герца.

3. В 1890-х годах Гульельмо Маркони создал главный разумный и пригодный для использования радиопередатчик и бенефициара. Хотя все волны имеют некоторые общие характерные свойства и поведение, некоторые волны можно отличить от других на основе некоторых наблюдаемых (и некоторых ненаблюдаемых) характеристик. Обычно волны классифицируют на основе этих отличительных характеристик.

    

   Продольные и поперечные волны В сравнении с поверхностными волнами

   Один из способов классификации волн основан на направлении движения отдельных частиц среды относительно направления, в котором распространяются волны.

   Классификация волн на этой основе приводит к трем примечательным категориям: поперечные волны, продольные волны и поверхностные волны.

   Поперечная волна — волна, в которой частицы среды движутся в направлении перпендикулярно направлению движения волны. Предположим, что обтягивающий элемент растянут в горизонтальном направлении через класс и что импульс подается на обтягивающий элемент на левом конце за счет вибрации первой катушки вверх и вниз. Энергия начнет транспортироваться по обтяжке слева направо. По мере переноса энергии слева направо отдельные витки среды будут смещаться вверх и вниз. При этом частицы среды движутся перпендикулярно направлению движения импульса. Этот тип волны является поперечной волной. Поперечные волны всегда характеризуются движением частиц, равным перпендикулярно волновому движению.

   Продольная волна — это волна, в которой частицы среды движутся в направлении , параллельном направлению движения волны. Предположим, что обтягивающий элемент растянут в горизонтальном направлении через класс и что импульс подается на обтягивающий элемент на левом конце за счет вибрации первой катушки влево и вправо. Энергия начнет транспортироваться по обтяжке слева направо. По мере переноса энергии слева направо отдельные витки среды будут смещаться влево и вправо. В этом случае частицы среды движутся параллельно направлению движения импульса. Этот тип волны является продольной волной. Продольные волны всегда характеризуются движением частиц, равным параллельно волновому движению.

   Звуковая волна, распространяющаяся по воздуху, является классическим примером продольной волны. Когда звуковая волна движется от губ говорящего к уху слушателя, частицы воздуха колеблются взад и вперед в том же направлении и в противоположном направлении переноса энергии. Каждая отдельная частица давит на соседнюю частицу, толкая ее вперед. Столкновение частицы №1 с ее соседом служит для восстановления частицы №1 в исходное положение и смещения частицы №2 в прямом направлении. Это возвратно-поступательное движение частиц в направлении переноса энергии создает области в среде, где частицы прижимаются друг к другу, и другие области, где частицы разлетаются. Продольные волны всегда можно быстро идентифицировать по наличию таких областей. Этот процесс продолжается в течение цепочка частиц, пока звуковая волна не достигнет уха слушателя. Подробное обсуждение звука представлено в другом разделе Учебного пособия по физике.

   Волны, распространяющиеся в твердой среде, могут быть либо поперечными, либо продольными волнами. Однако волны, проходящие через объем жидкости (такой как жидкость или газ), всегда являются продольными волнами. Поперечные волны требуют относительно жесткой среды для передачи своей энергии. Когда одна частица начинает двигаться, она должна иметь возможность притягивать своего ближайшего соседа. Если среда не является жесткой, как в случае с жидкостями, частицы будут скользить относительно друг друга. Это скользящее действие, характерное для жидкостей и газов, предотвращает смещение одной частицы соседней в направлении, перпендикулярном переносу энергии. Именно по этой причине наблюдаются только продольные волны, движущиеся через объем жидкости, такой как наши океаны. Землетрясения способны производить как поперечные, так и продольные волны, которые проходят через твердые структуры Земли. Когда сейсмологи начали изучать волны землетрясений, они заметили, что только продольные волны способны проходить через ядро ​​Земли. По этой причине геологи считают, что ядро ​​Земли состоит из жидкости — скорее всего, из расплавленного железа.

   В то время как волны, которые распространяются в глубинах океана, являются продольными волнами, волны, которые распространяются по поверхности океанов, называются поверхностными волнами. Поверхностная волна — это волна, в которой частицы среды совершают круговое движение. Поверхностные волны не бывают ни продольными, ни поперечными. В продольных и поперечных волнах все частицы во всем объеме среды движутся в параллельном и перпендикулярном направлении (соответственно) относительно направления переноса энергии. В поверхностной волне только частицы на поверхности среды совершают круговое движение. Движение частиц имеет тенденцию уменьшаться по мере удаления от поверхности.

   Любая волна, движущаяся в среде, имеет источник. Где-то вдоль среды произошло начальное смещение одной из частиц. Для обтягивающей волны обычно первая катушка смещается рукой человека. Для звуковой волны обычно вибрация голосовых связок или гитарной струны приводит в колебательное движение первую частицу воздуха. В месте, где волна вводится в среду, частицы, смещенные от своего положения равновесия, всегда движутся в том же направлении, что и источник вибрации. Так что если вы хотите создать в слинке поперечную волну, то первый виток слинка нужно сместить в направлении, перпендикулярном всему слинку. Аналогично, если вы хотите создать в слинке продольную волну, то первый виток слинка нужно сместить в направлении, параллельном всему слинку.

    

    

   Электромагнитные и механические волны

   Другой способ классификации волн основан на их способности или неспособности передавать энергию через вакуум (т. е. пустое пространство). Классификация волн на этой основе приводит к двум примечательным категориям: электромагнитные волны и механические волны.

   Электромагнитная волна — это волна, способная передавать свою энергию через вакуум (т. е. пустое пространство). Электромагнитные волны возникают в результате вибрации заряженных частиц. Электромагнитные волны, которые производятся на Солнце, впоследствии распространяются на Землю через вакуум космического пространства. Если бы не способность электромагнитных волн проходить сквозь вакуум, на Земле, несомненно, не было бы жизни. Все световые волны являются примерами электромагнитных волн. Световые волны — это тема другого раздела в Учебном пособии по физике. В то время как основные свойства и поведение света будут обсуждаться, детальная природа электромагнитной волны довольно сложна и выходит за рамки учебного пособия по физике.

   Механическая волна — это волна, которая не способна передавать свою энергию через вакуум. Механическим волнам требуется среда для переноса их энергии из одного места в другое. Звуковая волна является примером механической волны. Звуковые волны не могут распространяться в вакууме. Обтекаемые волны, волны на воде, волны на стадионе и волны на скакалке — другие примеры механических волн; каждый требует некоторой среды, чтобы существовать. Обтягивающая волна требует обтекания обтекателя; водная волна требует воды; волна на стадионе требует болельщиков на стадионе; а волна прыжков со скакалкой требует скакалки.

    

   Приведенные выше категории представляют лишь несколько способов, которыми физики классифицируют волны, чтобы сравнивать и сопоставлять их поведение и характерные свойства. Этот список категорий не является исчерпывающим; есть и другие категории. Пять категорий волн, перечисленных здесь, будут периодически использоваться в этом разделе, посвященном волнам, а также в модулях, посвященных звуку и свету.

    

    

   Расследуй!

   Землетрясения и другие геологические нарушения иногда приводят к образованию сейсмических волн. Сейсмические волны — это волны энергии, которые переносятся через землю и по ее поверхности с помощью как поперечных, так и продольных волн. Насколько распространены сейсмические волны? Используйте виджет Recent Earthquakes ниже, чтобы изучить частоту землетрясений. Поиск за прошедшую неделю или за последние 24 часа или по шкале Рихтера.
   

    

    

   Мы хотели бы предложить …

   Зачем просто читать об этом и когда вы могли бы взаимодействовать с ним? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Симулятора простой волны. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Simple Wave Simulator предоставляет учащимся среду для изучения различий между продольными и поперечными волнами, зависимости длины волны от частоты и периода, звуковых волн как волн давления и многого другого.

   
   Посетите: Simple Wave Simulator

    

   Проверьте свои знания

   1. Поперечная волна переносит энергию с востока на запад. Частицы среды будут двигаться_____.

   а. только с востока на запад

   б. как на восток, так и на запад

   с. только с севера на юг

   д. как на север, так и на юг

    

    

   2. Волна переносит энергию слева направо. Частицы среды движутся вперед и назад влево и вправо. Этот тип волны известен как ____.

Band	Frequency of Radio Waves	Radio Waves Wavelength
ELF (Extremely Low Frequency)	<3kHz	>100 km
ОНЧ (очень низкая частота)	от 3 до 30 кГц	от 10 до 100 км
0003	30 to 300 kHz	1m to 10 km
MF (Medium Frequency)	300 kHz to 3 MHz	100 m to 1 km
HF (High Frequency)	3 to 30 MHz	10 to 100m
VHF (Very High Frequency)	30 to 300 MHz	1 to 10 m
UHF (Ультра высокая частота)	.	1 до 1 см
EHF (чрезвычайно высокая частота)	30–300 ГГц	1 мм до 1 CM

а. механический		б. электромагнитный
с. поперечный		д. продольный

 

 

3. Опишите, как должны двигаться болельщики на стадионе, чтобы создать продольную волну стадиона.

 

 

4. Звуковая волна — это механическая, а не электромагнитная волна. Это означает, что

а. частицы среды движутся перпендикулярно направлению переноса энергии.

б. звуковая волна переносит свою энергию через вакуум.

с. частицы среды регулярно и многократно колеблются вокруг своего положения покоя.

д. среда необходима для того, чтобы звуковые волны могли переносить энергию.

 

 

 

5. В научно-фантастическом фильме обитатели одного космического корабля (в открытом космосе) слышат звук соседнего космического корабля, проносящегося мимо на высокой скорости. Покритикуйте физику этого фильма.

 

 

6. Если ударить по горизонтальному стержню вертикально сверху, что можно сказать о волнах, создаваемых в стержне?

а. Частицы колеблются горизонтально вдоль направления стержня.