6 Волны в упругих средах

Волной называют отклонения среды от равновесного состояния (их называют возмущениями), которые распространяются в этой среде и переносят с собой энергию. В данной главе будем рассматривать только так называемые упругие волны, которые обусловлены упругими силами, возникающими в различных средах при их деформациях (сжатии, сдвиге или изгибе). Звук и сейсмические волны являются примерами упругих волн.

При деформациях среды происходят смещения частиц вещества из равновесных положений. Смещения одних частиц вызывают смещения соседних с ними частиц. Так смещения передвигаются по среде и возникает бегущая волна. Если смещения частиц происходят в том же направлении, в котором распространяется волна, то такую волну называют продольной. Если же частицы вещества смещаются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны, то волну называют поперечной.

В газах и жидкостях упругие силы возникают только при сжатии и не возникают при сдвиге. Поэтому смещения частиц газа или жидкости распространяются только в виде продольных волн, или волн сжатия. В твердых телах упругие силы возникают также при сдвиге. Вследствие этого в твердых телах могут одновременно распространяться и продольные волны, и поперечные, т. е. волны сдвига.