მექანიკური ტალღები

თუ ნაწილაკების ვიბრაცია აღგზნებულია ნებისმიერ ადგილას მყარ, თხევად ან აირისებრ გარემოში, მაშინ საშუალო ატომებისა და მოლეკულების ურთიერთქმედების გამო, ვიბრაცია იწყება ერთი წერტილიდან მეორეზე სასრული სიჩქარით გადაცემას. გარემოში ვიბრაციების გავრცელების პროცესს ე.წ ტალღა .

მექანიკური ტალღებიარის სხვადასხვა ტიპები. თუ საშუალო ნაწილაკები ტალღაში გადაადგილდებიან გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარული მიმართულებით, მაშინ ტალღა ე.წ. განივი . ასეთი ტალღის მაგალითი შეიძლება იყოს ტალღები, რომლებიც გაჭიმულია დაჭიმული რეზინის ზოლის გასწვრივ (ნახ. 2.6.1) ან სიმის გასწვრივ.

თუ გარემოს ნაწილაკების გადაადგილება ხდება ტალღის გავრცელების მიმართულებით, მაშინ ტალღა ე.წ. გრძივი . ტალღები დრეკად ღეროში (ნახ. 2.6.2) ან ბგერითი ტალღები გაზში ასეთი ტალღების მაგალითებია.

სითხის ზედაპირზე ტალღებს აქვს როგორც განივი, ასევე გრძივი კომპონენტები.

როგორც განივი, ისე გრძივი ტალღების დროს არ ხდება მატერიის გადატანა ტალღის გავრცელების მიმართულებით. გამრავლების პროცესში, საშუალო ნაწილაკები მხოლოდ წონასწორული პოზიციების ირგვლივ მოძრაობენ. თუმცა, ტალღები გადასცემს ვიბრაციულ ენერგიას საშუალო ერთი წერტილიდან მეორეზე.

მექანიკური ტალღების დამახასიათებელი თვისებაა ის, რომ ისინი მრავლდებიან მატერიალურ გარემოში (მყარი, თხევადი ან აირისებრი). არის ტალღები, რომლებსაც შეუძლიათ სიცარიელეში გავრცელება (მაგალითად, მსუბუქი ტალღები). მექანიკურ ტალღებს აუცილებლად სჭირდება საშუალება, რომელსაც აქვს კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის შენახვის უნარი. ამიტომ გარემოს უნდა ჰქონდეს ინერტული და ელასტიური თვისებები. რეალურ გარემოში, ეს თვისებები ნაწილდება მთელ მოცულობაზე. მაგალითად, მყარი სხეულის ნებისმიერ პატარა ელემენტს აქვს მასა და ელასტიურობა. უმარტივესში ერთგანზომილებიანი მოდელიმყარი სხეული შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ბურთებისა და ზამბარების ერთობლიობის სახით (ნახ. 2.6.3).

გრძივი მექანიკური ტალღები შეიძლება გავრცელდეს ნებისმიერ მედიაში - მყარი, თხევადი და აირისებრი.

თუ მყარი სხეულის ერთგანზომილებიან მოდელში ერთი ან მეტი ბურთი გადაადგილდება ჯაჭვის პერპენდიკულარული მიმართულებით, მაშინ მოხდება დეფორმაცია. ცვლა. ზამბარები, დეფორმირებული ასეთი გადაადგილებით, მიდრეკილნი არიან დააბრუნონ გადაადგილებული ნაწილაკები წონასწორობის მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში, ელასტიური ძალები იმოქმედებენ უახლოეს გადაუადგილებელ ნაწილაკებზე, რომლებიც ახდენენ მათ წონასწორობის პოზიციიდან გადახვევას. შედეგად, განივი ტალღა გაივლის ჯაჭვის გასწვრივ.

სითხეებსა და აირებში ელასტიური ათვლის დეფორმაცია არ ხდება. თუ თხევადი ან აირის ერთი ფენა გადაადგილდება გარკვეული მანძილით მიმდებარე ფენასთან შედარებით, მაშინ ფენებს შორის საზღვარზე არ გამოჩნდება ტანგენციალური ძალები. სითხისა და მყარის საზღვარზე მოქმედი ძალები, ისევე როგორც ძალები სითხის მიმდებარე ფენებს შორის, ყოველთვის მიმართულია საზღვარზე ნორმალურად - ეს არის წნევის ძალები. იგივე ეხება აირისებრ საშუალებებს. აქედან გამომდინარე, განივი ტალღები არ შეიძლება არსებობდეს თხევად ან აირად გარემოში.

მნიშვნელოვანი პრაქტიკული ინტერესი მარტივია ჰარმონიული ან სინუსური ტალღები . ისინი ხასიათდებიან ამპლიტუდაანაწილაკების ვიბრაცია, სიხშირევდა ტალღის სიგრძელ. სინუსოიდური ტალღები ვრცელდება ერთგვაროვან გარემოში გარკვეული მუდმივი სიჩქარით v.

მიკერძოება წ (x, ტ) საშუალო ნაწილაკები წონასწორობის პოზიციიდან სინუსოიდულ ტალღაში დამოკიდებულია კოორდინატზე xღერძზე ოქსი, რომლის გასწვრივ ტალღა ვრცელდება და დროულად ტსამართალში.

გრძივი ტალღა– ეს არის ტალღა, რომლის გავრცელებისას გარემოს ნაწილაკები გადაადგილდებიან ტალღის გავრცელების მიმართულებით (ნახ. 1, ა).

გრძივი ტალღის მიზეზი არის შეკუმშვის/დაძაბულობის დეფორმაცია, ე.ი. საშუალო წინააღმდეგობა მისი მოცულობის ცვლილებების მიმართ. სითხეებში ან აირებში ასეთ დეფორმაციას თან ახლავს გარემოს ნაწილაკების იშვიათობა ან დატკეპნა. გრძივი ტალღები შეიძლება გავრცელდეს ნებისმიერ მედიაში - მყარი, თხევადი და აირისებრი.

გრძივი ტალღების მაგალითებია ტალღები ელასტიურ ღეროში ან ხმის ტალღები გაზებში.

განივი ტალღა– ეს არის ტალღა, რომლის გავრცელებისას გარემოს ნაწილაკები გადაადგილდებიან ტალღის გავრცელების პერპენდიკულარული მიმართულებით (ნახ. 1, ბ).

განივი ტალღის მიზეზი არის საშუალო ერთი ფენის ათვლის დეფორმაცია მეორესთან შედარებით. როდესაც განივი ტალღა ვრცელდება საშუალოზე, იქმნება ქედები და ღეროები. სითხეებსა და აირებს, მყარისგან განსხვავებით, არ აქვთ დრეკადობა ფენების ათვლის მიმართ, ე.ი. არ შეეწინააღმდეგოთ ფორმის შეცვლას. ამიტომ, განივი ტალღების გავრცელება შესაძლებელია მხოლოდ მყარ სხეულებში.

განივი ტალღების მაგალითებია ტალღები, რომლებიც მოძრაობენ გაჭიმული თოკის ან სიმის გასწვრივ.

სითხის ზედაპირზე ტალღები არც გრძივია და არც განივი. თუ წყალს გადააგდებთ წყლის ზედაპირზე, ხედავთ, რომ ის მოძრაობს, მოძრაობს ტალღებზე, წრიული ბილიკის გასწვრივ. ამრიგად, სითხის ზედაპირზე ტალღას აქვს როგორც განივი, ასევე გრძივი კომპონენტები. სითხის ზედაპირზე ასევე შეიძლება გამოჩნდეს სპეციალური ტიპის ტალღები - ე.წ ზედაპირული ტალღები. ისინი წარმოიქმნება სიმძიმის და ზედაპირული დაძაბულობის შედეგად.

ნახ.1. გრძივი (ა) და განივი (ბ) მექანიკური ტალღები

კითხვა 30

ტალღის სიგრძე.

თითოეული ტალღა მოძრაობს გარკვეული სიჩქარით. ქვეშ ტალღის სიჩქარეგააცნობიეროს არეულობის გავრცელების სიჩქარე. მაგალითად, ფოლადის ღეროს ბოლოში დარტყმა იწვევს მასში ადგილობრივ შეკუმშვას, რომელიც შემდეგ ღეროზე ვრცელდება დაახლოებით 5 კმ/წმ სიჩქარით.

ტალღის სიჩქარე განისაზღვრება იმ საშუალების თვისებებით, რომელშიც ტალღა ვრცელდება. როდესაც ტალღა გადადის ერთი საშუალოდან მეორეზე, მისი სიჩქარე იცვლება.

სიჩქარის გარდა, ტალღის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი ტალღის სიგრძე. ტალღის სიგრძეარის მანძილი, რომელზედაც ტალღა ვრცელდება მასში რხევის პერიოდის ტოლ დროს.

ვინაიდან ტალღის სიჩქარე არის მუდმივი მნიშვნელობა (მოცემული საშუალოსთვის), ტალღის მიერ გავლილი მანძილი ტოლია სიჩქარისა და მისი გავრცელების დროის ნამრავლის. ამრიგად, ტალღის სიგრძის საპოვნელად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ ტალღის სიჩქარე მასში რხევის პერიოდზე:

v - ტალღის სიჩქარე; T არის ტალღაში რხევის პერიოდი; λ (ბერძნული ასო "ლამბდა") - ტალღის სიგრძე.

x ღერძის მიმართულებად ტალღის გავრცელების მიმართულების არჩევით და y-ით ტალღაში მოძრავი ნაწილაკების კოორდინატის აღნიშვნით, ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ ტალღის სქემა. სინუსური ტალღის გრაფიკი (ფიქსირებულ დროში t) ნაჩვენებია ნახატ 45-ზე. მანძილი მიმდებარე მწვერვალებს (ან ღეროებს) შორის ამ გრაფიკში ემთხვევა λ ტალღის სიგრძეს.

ფორმულა (22.1) გამოხატავს ურთიერთობას ტალღის სიგრძესა და მის სიჩქარესა და პერიოდს შორის. იმის გათვალისწინებით, რომ ტალღაში რხევის პერიოდი უკუპროპორციულია სიხშირისა, ანუ T = 1/ν, შეგვიძლია მივიღოთ ფორმულა, რომელიც გამოხატავს კავშირს ტალღის სიგრძესა და მის სიჩქარესა და სიხშირეს შორის:

მიღებული ფორმულა აჩვენებს ამას ტალღის სიჩქარე ტოლია ტალღის სიგრძისა და მასში რხევების სიხშირის ნამრავლის.

ტალღაში რხევების სიხშირე ემთხვევა წყაროს რხევების სიხშირეს (რადგან გარემოს ნაწილაკების რხევები იძულებითი ხდება) და არ არის დამოკიდებული გარემოს თვისებებზე, რომელშიც ტალღა ვრცელდება. როდესაც ტალღა გადადის ერთი საშუალოდან მეორეზე, მისი სიხშირე არ იცვლება, იცვლება მხოლოდ სიჩქარე და ტალღის სიგრძე..

კითხვა 30.1

ტალღის განტოლება

ტალღის განტოლების მისაღებად, ანუ ორი ცვლადის ფუნქციის ანალიტიკური გამოხატულება S = f (t, x),წარმოვიდგინოთ, რომ სივრცეში რაღაც მომენტში წარმოიქმნება ჰარმონიული რხევები წრიული სიხშირით ვდა საწყისი ფაზა სიმარტივისთვის ნულის ტოლია (იხ. სურ. 8). ოფსეტური წერტილი მ: S m = Aცოდვა w t, სად ა- ამპლიტუდა. ვინაიდან საშუალო შევსების სივრცის ნაწილაკები ურთიერთდაკავშირებულია, ვიბრაცია ხდება წერტილიდან მგავრცელდა ღერძის გასწვრივ Xსიჩქარით v. გარკვეული პერიოდის შემდეგ დ ტისინი მიაღწევენ წერტილს ნ. თუ გარემოში არ არის შესუსტება, მაშინ გადაადგილებას ამ ეტაპზე აქვს ფორმა: S N = Aცოდვა w(t-დ უ), ე.ი. რხევები დაგვიანებულია დროით D ტპუნქტთან შედარებით მ.მას შემდეგ, რაც , მაშინ ჩანაცვლება თვითნებური სეგმენტი MNკოორდინაცია X, ვიღებთ ტალღის განტოლებასახით.

თუ რხევითი მოძრაობა აღგზნებულია გარემოს ნებისმიერ წერტილში, მაშინ იგი ვრცელდება ერთი წერტილიდან მეორეზე ნივთიერების ნაწილაკების ურთიერთქმედების შედეგად. ვიბრაციის გავრცელების პროცესს ტალღა ეწოდება.

მექანიკური ტალღების განხილვისას ჩვენ ყურადღებას არ მივაქცევთ საშუალების შიდა სტრუქტურას. ამ შემთხვევაში ნივთიერება მიგვაჩნია უწყვეტ გარემოდ, რომელიც იცვლება ერთი წერტილიდან მეორეში.

ნაწილაკი (მატერიალური წერტილი) არის საშუალო მოცულობის მცირე ელემენტი, რომლის ზომები გაცილებით დიდია, ვიდრე მოლეკულებს შორის მანძილი.

მექანიკური ტალღები ვრცელდება მხოლოდ ელასტიური თვისებების მქონე მედიაში. ელასტიური ძალები ასეთ ნივთიერებებში მცირე დეფორმაციების დროს პროპორციულია დეფორმაციის სიდიდისა.

ტალღური პროცესის მთავარი თვისება ის არის, რომ ტალღა, ენერგიისა და რხევითი მოძრაობის გადაცემისას, არ გადასცემს მასას.

ტალღები გრძივი და განივია.

გრძივი ტალღები

ტალღას გრძივი ვუწოდებ, თუ საშუალო ნაწილაკები ირხევა ტალღის გავრცელების მიმართულებით.

გრძივი ტალღები ვრცელდება ნივთიერებაში, რომელშიც წარმოიქმნება ელასტიური ძალები აგრეგაციის ნებისმიერ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერების დაჭიმვისა და კომპრესიული დეფორმაციის დროს.

როდესაც გრძივი ტალღა გავრცელდება გარემოში, ჩნდება კონდენსაციის მონაცვლეობა და ნაწილაკების იშვიათობა, რომლებიც მოძრაობენ ტალღის გავრცელების მიმართულებით $(\rm v)$ სიჩქარით. ნაწილაკების გადაადგილება ამ ტალღაში ხდება ხაზის გასწვრივ, რომელიც აკავშირებს მათ ცენტრებს, ანუ იწვევს მოცულობის ცვლილებას. ტალღის არსებობის განმავლობაში, საშუალო ელემენტები რხევავენ წონასწორობის პოზიციებზე, ხოლო სხვადასხვა ნაწილაკები მერყეობენ ფაზის ცვლასთან ერთად. მყარ სხეულებში გრძივი ტალღების გავრცელების სიჩქარე აღემატება განივი ტალღების სიჩქარეს.

სითხეებსა და აირებში ტალღები ყოველთვის გრძივია. მყარ მდგომარეობაში ტალღის ტიპი დამოკიდებულია მისი აგზნების მეთოდზე. სითხის თავისუფალ ზედაპირზე ტალღები შერეულია; ტალღის პროცესის დროს ზედაპირზე წყლის ნაწილაკების ტრაექტორია არის ელიფსი ან კიდევ უფრო რთული ფიგურა.

აკუსტიკური ტალღები (გრძივი ტალღების მაგალითი)

ხმის (ან აკუსტიკური) ტალღები გრძივი ტალღებია. ბგერის ტალღები სითხეებსა და აირებში არის წნევის რყევები, რომლებიც ვრცელდება საშუალოზე. გრძივი ტალღები, რომელთა სიხშირეა 17-დან 20 ~ 000 ჰც-მდე, ხმის ტალღებს უწოდებენ.

აკუსტიკური ვიბრაციები, რომელთა სიხშირე სმენის ზღვარს ქვემოთ არის, ინფრაბგერითი ეწოდება. აკუსტიკური ვიბრაციები 20~000 ჰც-ზე მეტი სიხშირით ეწოდება ულტრაბგერითი.

აკუსტიკური ტალღები არ შეიძლება გავრცელდეს ვაკუუმში, რადგან ელასტიური ტალღები შეიძლება გავრცელდეს მხოლოდ ისეთ გარემოში, სადაც არის კავშირი მატერიის ცალკეულ ნაწილაკებს შორის. ჰაერში ხმის სიჩქარე საშუალოდ 330 მ/წმ-ია.

გრძივი ხმის ტალღების გავრცელება ელასტიურ გარემოში დაკავშირებულია მოცულობით დეფორმაციასთან. ამ პროცესში, წნევა ყოველ წერტილში საშუალოდ მუდმივად იცვლება. ეს წნევა უდრის საშუალო წონასწორობის წნევის ჯამს და დამატებითი წნევის (ბგერითი წნევა), რომელიც ჩნდება საშუალების დეფორმაციის შედეგად.

ზამბარის შეკუმშვა და გაფართოება (გრძივი ტალღების მაგალითი)

დავუშვათ, რომ ელასტიური ზამბარა ჰორიზონტალურად არის შეკიდული ძაფებით. ზამბარის ერთი ბოლო ურტყამს ისე, რომ დეფორმაციის ძალა მიმართულია ზამბარის ღერძის გასწვრივ. ზემოქმედება აახლოებს ზამბარის რამდენიმე ხვეულს და წარმოიქმნება ელასტიური ძალა. ელასტიური ძალის გავლენის ქვეშ, ხვეულები განსხვავდება. ინერციით მოძრაობს, ზამბარის ხვეულები გადის წონასწორობის პოზიციას და წარმოიქმნება ვაკუუმი. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ზამბარის ხვეულები ზემოქმედების ადგილზე ბოლოში ირხევა მათი წონასწორობის პოზიციის გარშემო. ეს ვიბრაციები დროთა განმავლობაში გადაეცემა კოჭიდან კოჭამდე მთელი გაზაფხულზე. შედეგად, ხვეულების კონდენსაცია და იშვიათობა ვრცელდება და ვრცელდება გრძივი ელასტიური ტალღა.

ანალოგიურად, გრძივი ტალღა ვრცელდება ლითონის ღეროზე, თუ მის ბოლოს დაარტყა მისი ღერძის გასწვრივ მიმართული ძალით.

განივი ტალღები

ტალღას ეწოდება განივი ტალღა, თუ გარემოს ნაწილაკების ვიბრაცია ხდება ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარული მიმართულებით.

მექანიკური ტალღები შეიძლება იყოს განივი მხოლოდ ისეთ გარემოში, რომელშიც შესაძლებელია ათვლის დეფორმაციები (საშუალებას აქვს ელასტიური ფორმა). განივი მექანიკური ტალღები წარმოიქმნება მყარ სხეულებში.

ტალღა, რომელიც ვრცელდება სიმის გასწვრივ (განივი ტალღის მაგალითი)

მოდით, ერთგანზომილებიანი განივი ტალღა გავრცელდეს X ღერძის გასწვრივ, კოორდინატების საწყისზე მდებარე ტალღის წყაროდან - წერტილი O. ასეთი ტალღის მაგალითია ტალღა, რომელიც ვრცელდება ელასტიურ უსასრულო სტრიქონში, რომლის ერთ-ერთი ბოლოა. იძულებულია შეასრულოს რხევითი მოძრაობები. ასეთი ერთგანზომილებიანი ტალღის განტოლებაა:

\\ )\მარცხნივ(1\მარჯვნივ),\]

$k$ -ტალღის რიცხვი$;;\ \ლამბდა$ - ტალღის სიგრძე; $v$ არის ტალღის ფაზის სიჩქარე; $A$ - ამპლიტუდა; $\ომეგა$ - ციკლური რხევის სიხშირე; $\varphi $ - საწყისი ფაზა; რაოდენობას $\left[\omega t-kx+\varphi \right]$ ეწოდება ტალღის ფაზა თვითნებურ წერტილში.

პრობლემების მაგალითები გადაწყვეტილებებით

მაგალითი 1

ვარჯიში.რამდენია განივი ტალღის სიგრძე, თუ იგი ვრცელდება დრეკადი სიმის გასწვრივ $v=10\ \frac(m)(s)$ სიჩქარით, ხოლო სიმის რხევის პერიოდი $T=1\ c$. ?

გამოსავალი.მოდით დავხატოთ ნახატი.

ტალღის სიგრძე არის მანძილი, რომელსაც ტალღა გადის ერთ პერიოდში (ნახ. 1), შესაბამისად, მისი ნახვა შესაძლებელია ფორმულის გამოყენებით:

\[\lambda =Tv\ \მარცხნივ(1.1\მარჯვნივ).\]

მოდით გამოვთვალოთ ტალღის სიგრძე:

\[\ლამბდა =10\cdot 1=10\ (მ)\]

უპასუხე.$\ლამბდა =10$ მ

მაგალითი 2

ვარჯიში.ხმის ვიბრაციები $\nu $ სიხშირით და $A$ ამპლიტუდით ვრცელდება ელასტიურ გარემოში. რა არის ნაწილაკების მოძრაობის მაქსიმალური სიჩქარე გარემოში?

გამოსავალი.დავწეროთ ერთგანზომილებიანი ტალღის განტოლება:

\\ )\ მარცხენა (2.1 \ მარჯვენა), \]

საშუალო ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარე უდრის:

\[\frac(ds)(dt)=-A\omega (\sin \left[\omega t-kx+\varphi \right]\ )\ \left(2.2\მარჯვნივ).\]

გამოხატვის მაქსიმალური მნიშვნელობა (2.2), სინუსური ფუნქციის მნიშვნელობების დიაპაზონის გათვალისწინებით:

\[(\left(\frac(ds)(dt)\right))_(max)=\left|A\omega \მარჯვნივ|\მარცხნივ(2.3\მარჯვნივ).\]

ჩვენ ვპოულობთ ციკლურ სიხშირეს შემდეგნაირად:

\[\ომეგა =2\pi \nu \\მარცხნივ(2.4\მარჯვნივ).\]

და ბოლოს, საშუალო ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარის მაქსიმალური მნიშვნელობა ჩვენს გრძივი (ბგერითი) ტალღაში უდრის:

\[(\ მარცხენა (\ frac(ds)(dt)\right))_(max)=2\pi A\nu .\]

უპასუხე.$(\left(\frac(ds)(dt)\right))_(max)=2\pi A\nu$

1. ტალღა - ვიბრაციების გავრცელება წერტილიდან წერტილამდე ნაწილაკიდან ნაწილაკზე. იმისათვის, რომ ტალღა მოხდეს გარემოში, აუცილებელია დეფორმაცია, რადგან მის გარეშე არ იქნება ელასტიური ძალა.

2. რა არის ტალღის სიჩქარე?

2. ტალღის სიჩქარე - სივრცეში ვიბრაციების გავრცელების სიჩქარე.

3. როგორ უკავშირდება ერთმანეთს ტალღაში ნაწილაკების რხევების სიჩქარე, ტალღის სიგრძე და სიხშირე?

3. ტალღის სიჩქარე ტოლია ტალღის სიგრძისა და ტალღის ნაწილაკების რხევის სიხშირის ნამრავლის.

4. როგორ უკავშირდება ერთმანეთს ტალღაში ნაწილაკების სიჩქარე, ტალღის სიგრძე და რხევის პერიოდი?

4. ტალღის სიჩქარე ტოლია ტალღის სიგრძეზე გაყოფილი ტალღის რხევის პერიოდზე.

5. რომელ ტალღას ეწოდება გრძივი? განივი?

5. განივი ტალღა – ტალღაში ნაწილაკების რხევის მიმართულების პერპენდიკულარული მიმართულებით გავრცელებული ტალღა; გრძივი ტალღა - ტალღა, რომელიც ვრცელდება ტალღაში ნაწილაკების რხევის მიმართულებით.

6. რომელ მედიაში შეიძლება წარმოიშვას და გავრცელდეს განივი ტალღები? გრძივი ტალღები?

6. განივი ტალღები შეიძლება წარმოიშვას და გავრცელდეს მხოლოდ მყარ გარემოში, ვინაიდან განივი ტალღის წარმოქმნა მოითხოვს ათვლის დეფორმაციას და ეს შესაძლებელია მხოლოდ მყარ სხეულებში. გრძივი ტალღები შეიძლება წარმოიშვას და გავრცელდეს ნებისმიერ გარემოში (მყარი, თხევადი, აირისებრი), ვინაიდან შეკუმშვა ან დაძაბულობის დეფორმაცია აუცილებელია გრძივი ტალღის წარმოქმნისთვის.

ჩვენ ყველანი კარგად ვიცნობთ ზედსართავებს "გრძივი" და "განივი". და ჩვენ არ ვიცნობთ მათ, ჩვენ აქტიურად ვიყენებთ მათ ყოველდღიურ ცხოვრებაში. მაგრამ რაც შეეხება ტალღებს, არ აქვს მნიშვნელობა რა - თხევად, ჰაერში, მყარ მატერიაში თუ სხვაგვარად, ხშირად ჩნდება მრავალი კითხვა. ჩვეულებრივ, სიტყვების „განივი და გრძივი ტალღების“ მოსმენისას, საშუალო ადამიანი წარმოიდგენს სინუსუს ტალღას. მართლაც, წყალზე რხევითი დარღვევები ზუსტად ასე გამოიყურება, ამიტომ ცხოვრებისეული გამოცდილება სწორედ ასეთ მინიშნებას იძლევა. სინამდვილეში, სამყარო უფრო რთული და მრავალფეროვანია: მასში არის როგორც გრძივი, ასევე განივი ტალღები.

თუ რომელიმე გარემოში (ველი, გაზი, თხევადი, მყარი მატერია) წარმოიქმნება რხევები, რომლებიც გადასცემს ენერგიას ერთი წერტილიდან მეორეზე სიჩქარით, რაც დამოკიდებულია თავად გარემოს თვისებებზე, მაშინ მათ ტალღებს უწოდებენ. იმის გამო, რომ რხევები მყისიერად არ ვრცელდება, ტალღის ფაზები საწყის წერტილში და ნებისმიერ ბოლო წერტილში უფრო და უფრო განსხვავდება წყაროდან მოშორებით. მნიშვნელოვანი მომენტი, რომელიც ყოველთვის უნდა გვახსოვდეს: როდესაც ენერგია გადადის ვიბრაციების საშუალებით, თავად ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან გარემოს, არ მოძრაობენ, მაგრამ რჩებიან თავიანთ დაბალანსებულ პოზიციებზე. უფრო მეტიც, თუ პროცესს უფრო დეტალურად განვიხილავთ, ცხადი ხდება, რომ ვიბრირებენ არა ცალკეული ნაწილაკები, არამედ მათი ჯგუფები კონცენტრირებული მოცულობის ნებისმიერ ერთეულში. ეს შეიძლება ილუსტრირებული იყოს ჩვეულებრივი თოკის მაგალითით: თუ ერთი ბოლო ფიქსირდება და ტალღის მსგავსი მოძრაობები ხდება მეორისგან (ნებისმიერ სიბრტყეში), მაშინ, მიუხედავად იმისა, რომ ტალღები წარმოიქმნება, თოკის მასალა არ ნადგურდება, რაც მოხდებოდა. როდესაც ნაწილაკები მოძრაობენ მის სტრუქტურაში.

გრძივი ტალღები დამახასიათებელია მხოლოდ აირისებრი და თხევადი მედიისთვის, მაგრამ განივი ტალღები ასევე დამახასიათებელია მყარი სხეულისთვის. ამჟამად არსებული კლასიფიკაცია ყოფს ყველა რხევის დარღვევას სამ ჯგუფად: ელექტრომაგნიტური, თხევადი და ელასტიური. ეს უკანასკნელი, როგორც შეიძლება გამოიცნოს სახელიდან, თანდაყოლილია ელასტიური (მყარი) მედიისთვის, რის გამოც მათ ზოგჯერ მექანიკურსაც უწოდებენ.

გრძივი ტალღები წარმოიქმნება, როდესაც საშუალო ნაწილაკები მერყეობენ, რომლებიც ორიენტირებულია არეულობის გავრცელების ვექტორის გასწვრივ. ამის მაგალითი იქნება ლითონის ღეროს ბოლოში დარტყმა მკვრივი, მასიური საგნით. გავრცელება ზემოქმედების ვექტორის პერპენდიკულარული მიმართულებით. ლოგიკური კითხვა: "რატომ შეიძლება მხოლოდ გრძივი ტალღები წარმოიშვას გაზებსა და სითხეებში?" ახსნა მარტივია: ამის მიზეზი ის არის, რომ ნაწილაკებს, რომლებიც ქმნიან ამ მედიას, შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილება, რადგან ისინი არ არიან მყარად ფიქსირებული, განსხვავებით მყარი სხეულებისგან. შესაბამისად, განივი ვიბრაცია ფუნდამენტურად შეუძლებელია.

ზემოაღნიშნული შეიძლება ცოტა განსხვავებულად ჩამოყალიბდეს: თუ გარემოში დარღვევით გამოწვეული დეფორმაცია ვლინდება ათვლის, გაჭიმვისა და შეკუმშვის სახით, მაშინ ჩვენ ვსაუბრობთ მყარ სხეულზე, რომლისთვისაც შესაძლებელია როგორც გრძივი, ასევე განივი ტალღები. თუ ცვლის გამოჩენა შეუძლებელია, მაშინ გარემო შეიძლება იყოს ნებისმიერი.

განსაკუთრებით საინტერესოა გრძივი პირობა (LEV). მიუხედავად იმისა, რომ თეორიულად არაფერი უშლის ხელს ასეთი რხევების წარმოქმნას, ოფიციალური მეცნიერება უარყოფს მათ არსებობას ბუნებრივ გარემოში. მიზეზი, როგორც ყოველთვის ხდება, მარტივია: თანამედროვე ელექტროდინამიკა ეფუძნება პრინციპს, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები შეიძლება იყოს მხოლოდ განივი. ასეთი მსოფლმხედველობის უარყოფა გამოიწვევს მრავალი ფუნდამენტური რწმენის გადახედვის აუცილებლობას. ამის მიუხედავად, არსებობს ექსპერიმენტული შედეგების მრავალი პუბლიკაცია, რომელიც პრაქტიკულად ადასტურებს SEW-ს არსებობას. და ეს ირიბად ნიშნავს მატერიის სხვა მდგომარეობის აღმოჩენას, რომელშიც, ფაქტობრივად, შესაძლებელია ამ ტიპის ტალღების წარმოქმნა.