Естественные науки

отчего от ветки брошенной в водукруги расходятся кругами,хотя должны эллипсом

А с чего ты взял, что они должны быть эллипсом?
ЕС
Елена Стешенок
726
Лучший ответ
Ну, во-первых, там и не должно быть эллипаса.
Во-вторых, присмотритесь внимательно к ДИНАМИКЕ процесса. В самы перевый момент, когда ветка только-только коснулась воды, волновой фронт достаточно точно повторяет очертания попавшего в воду предмета. Ну а потом начинает действовать принцип Гюйгенса. Каждую точку волнового фронта можно рассматривать как независимый источник круговых колебаний, а весь волновой фронт - как результат наложения таких отдельных круговыйх волн. И что получается (дальше уже чистая геометрия) : волны, к примеру, от левого конца ветки и от правого конца ветки изут ВО ВСЕ СТОРОНЫ и С ОДИНАКОВОЙ СКОРОСТЬЮ. А Теперь попробуйте взять циркуль и начертить две окружности с большим раствором циркуля и центрами, отстоящими совсем не намного. Скажем, на 1 см. Ещё лучше - НЕСКОЛЬКО окружностей с центрами через пару миллиметров в пределах этого сантиметрового отрезка. Сможете зрительно отличить полученное от окружности?
Вообще-то в на некотором расстоянии от ветки они действительно будут эллипсами.
А совсем рядом с веткой - будут повторять контуры ветки.
А уже дальше перейдут в круги.

Таково решение волнового уравнения.

Тут можно применить принцип Гюйгенса - каждая точка, в которую приходит колебание, выступает как источник сферического волнового фронта. Сумма волновых фронтов от каждой точки даёт суммарный фронт. Вот форма этого фронта "выравнивается" в круг.

>^.^<
Хороший вопросик вышел: "почему круги расходятся кругами, а не эллипсами...? "

Радуйтесь, что не квадратами.. . (шутка)

Вообще- то, каждый элемент (ветки) является независимым излучателем колебаний. Кроме того, каждый элемент возбуждает круговую волну потому, что поверхность воды во всех направлениях одинаковая ( симметрия) . Далее- волны от разных элементов (ветки) пересекаются (складываются, интерферируют) , но не взаимодействуют ( проходят одна сквозь другую, как будто не "замечая"... ).

Какова будет "суммарная волна" сказать невозможно по многим причинам:
1. Ветка - кривая и падает в воду не одновременно всеми частями- есть задержки по началу влон от элементов
2. Вблизи от ветки волны сильно нестационарные (быстро меняется вид поверхности) - не разглядишь толком
3. Вдали от ветки ( на расстоянии многих длинн волн, а волна имеет длину см. около 15-20, зависит от того, что плавает на поверхности воды) - картинка стабилизируется, но все ещё меняется по форме.. .
4. На расстоянии, много большем размеров самой ветки, волна становится круговой, но направленность "излучения" амплитуды волны похожа на диаграммы для обычных антенн: вдоль оси ветки - минимальная амплитуда, перпендикулярно оси ветки - может быть максимальной
5. Большое значение имеет глубина и форма водоема, особенно, если он маленький в сравнении с размером ветки. Если ветка меньше длины волны ( 20 см. : 4 = 5 см. ) то от неё волна сразу будет обычная, круговая. Для больших веток картину может быстро "портить" отраженные волны от краев водоема.. .
6. Когда на поверхности водоема плавает ещё что- то (что не тонет) , оно может переизлучать (частично отражать) приходящие волны, искажая первоначальную картину
7. Редко можно наблюдать водоемы без волн от ветра...
Это оптический обман)))
главное, что не прямоугольником

Похожие вопросы