Поперечные волны на непрерывной струне

Первый уровень

1. Что называется волной? Приведите примеры. Какие условия требуются для возникновения волн?

2. Какие волны называются поперечными, а какие – продольными?

3. Что представляют собой звуковые волны?

4. Что представляют собой электромагнитные волны?

5. Какие волны называются гармоническими? Запишите уравнение бегущей гармонической волны. Дайте определения характеристикам волны, входящим в уравнение.

6. Запишите уравнение бегущей гармонической волны в комплексной форме. Дайте определения характеристикам волны, входящим в уравнение.

7. Что такое длина волны? Как она связана с фазовой скоростью?

8. Что такое волновое число? Как волновое число связано с длиной волны?

9. Что такое фазовая скорость волны? Как она находится?

10. Запишите одномерное волновое уравнение. Что описывает это уравнение?

11. Что такое дисперсия волн?

12. Что такое волновой пакет?

13. Что такое групповая скорость волн? Как она находится?

14. Чем определяется циклическая частота гармонической волны, распространяющейся по непрерывной однородной струне?

15. Чем определяется амплитуда гармонической волны, распространяющейся по непрерывной однородной струне?

16. Что такое импеданс или волновое сопротивление струны? От чего он зависит в случае непрерывной однородной струны?

Второй уровень

1. Строго говоря, гармонических волн не существует. Почему? Если гармонических волн не существует, то для чего используется такое представление?

2. От чего зависит фазовая скорость поперечных гармонических волн на непрерывной однородной струне? Как ее можно определить в данной лабораторной работе?

3. От чего зависит импеданс непрерывной однородной струны? Как его можно определить в данной лабораторной работе?

4. Как рассчитать амплитуду гармонической волны, распространяющейся по струне? Как можно определить амплитуду волны в данной лабораторной работе?

5. Есть ли дисперсия у поперечных гармонических волн на непрерывной однородной струне? Ответ обосновать. Как можно обнаружить отсутствие дисперсии волн на струне в данной лабораторной работе?

6. Как связаны между собой фазовая и групповая скорости поперечных волн на непрерывной однородной струне? Ответ обосновать.

7. Меняет ли форму волновой пакет при распространении по непрерывной однородной струне? Ответ обосновать.

Третий уровень

1. Получите волновое уравнение для поперечных волн на непрерывной однородной струне. Найдите выражение для фазовой скорости этих волн.

2. На примере одномерного волнового уравнения покажите, что уравнение бегущей гармонической волны является его решением.

3. Получите формулу для импеданса непрерывной однородной струны. Полученную формулу проанализируйте.

4. Получите формулу для групповой скорости поперечных волн на непрерывной однородной струне. Полученную формулу проанализи-руйте.