Отражение колебательного движения

На этой стадии надо констатировать, что эластичная среда, в которой распространяется какое-либо колебание, обычно не является неопределенной. Когда колебание достигает лимита среды распространения, оно отражается и возвращается назад. Это явление подчиняется очень точным правилам. Отражение поперечного колебания непосредственно нас не интересует для того, что следует дальше, но оно имеет то преимущество, что его легко наблюдать. Вот почему мы вам предлагаем сделать следующий опыт.

Используйте слегка натянутый шнур ОВ, закрепленный на его конце В.

Резкое сотрясение на конце О производит колебание, которое распространяется к В, где оно отражается.

· Отражение колебания на закрепленном конце меняет направление расширений.

Если конец В свободен, то отражение происходит снова, но на этот раз расширение при возвращении имеет такое же направление, что и движение вперед.

· Отражение на свободном конце не меняет направления расширений.

Вы можете также на очень гибкой и слегка натянутой пружине поставить опыт, показывающий условия отражения продольного колебания. Это явление слишком быстрое, чтобы его можно было непосредственно наблюдать. Надо использовать камеском и наблюдать явление в замедленном виде.

В зависимости от того, зафиксирован или свободен конец пружины, начальное сжатие будет отражено в форме сжатия или расширения, как это показано на следующей схеме.

· При зафиксированном конце сжатие отражается в форме сжатия

Как и для шнура это соответствует изменению направления явления.

При свободном конце сжатие отражается в форме расширения.

Это соответствует на этот раз отражению без изменения направления, поскольку и при движении вперед и при возвращении перемещение каждой из спиралей, вызванное колебанием, производится всегда в одном и том же направлении.

В газовой колонне трубы все происходит таким же образом. Сверхдавление переходит в другое сверхдавление на дно закрытой трубы, в то время как отражение на конце открытой трубы вызывает разрежение.

Конец трубы ведет себя как и конец пружины. В зависимости от того, закрыта она или открыта, произошедшее давление вызывает отраженное давление или разрежение.

Труба, которая переходит в другую трубу большего размера, ведет себя как частично открытая труба, в то время как резко суженная труба ведет себя как частично закрытая труба. В обоих случаях волна давления отражается одинаковым образом, как с открытой трубой, так и с закрытой, но частично, это происходит с меньшей силой.