СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ, волны, возникающие вследствие интерференции волн, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях. Практически С. в. возникают при отражениях волн от преград и неоднородностей в результате наложения отражённой волны на прямую. Различные участки С. в. колеблются в одной и той же фазе, но с различной амплитудой (рис.). В С. в., в отличие от бегущей, не происходит течения энергии. Такие волны возникают, напр., в упругой системе - стержне или столбе воздуха, находящегося внутри трубы, закрытой с одного конца, при колебаниях поршня в трубе. Бегущие волны отражаются от границ системы, и в результате наложения падающих и отражённых волн в системе устанавливаются С. в. При этом по длине воздушного столба образуются т. н. узлы смещений (скоростей) - плоскости, перпендикулярные к оси столба, на к-рых смещения частиц воздуха отсутствуют, а амплитуды давлений максимальны, и пучности смещений - плоскости, на к-рых смещения максимальны, а давления равны нулю. Узлы и пучности смещений располагаются в трубе на расстояниях четверти длины волны, причём у твёрдой стенки образуются всегда узел смещений и пучность давлений.

Л. Стоянов.

Распределение давлений и скоростей в стоячей волне при открытом и закрытом конце трубы.

Подобная же картина наблюдается, если убрать твёрдую стенку в конце трубы, но тогда пучность скорости и узел давлений находятся на плоскости отверстия (приблизительно). Во всяком объёме, имеющем определённые границы и источник звука, образуются С. в., но более сложной структуры. Всякий волновой процесс, связанный с распространением возмущений, может сопровождаться образованием С. в. Они могут возникать не только в газообразных, жидких и твёрдых средах, но также и в вакууме при распространении и отражении электромагнитных возмущений, напр, в электрич. длинных линиях. Антенна радиопередатчика часто выполняется в виде прямолинейного вибратора или системы вибраторов, по длине к-рых устанавливается С. в. В отрезках волноводов и замкнутых объёмах различной формы, используемых в качестве резонаторов в технике сверхвысоких частот, устанавливаются С. в. определённых типов. В электромагнитных С. в. электрические и магнитные поля разделяются аналогично тому, как в упругих С. в. разделяются смещение и давление.

И. Ф. Стравинский.

H. Д. Стражеско.

Чистые С. в. могут установиться, строго говоря, только при отсутствии затухания в среде и полном отражении волн от границы. Обычно, кроме С. в., присутствуют также бегущие волны, подводящие энергию к местам её поглощения или излучения.

В оптике также возможно установление С. в. с видимыми максимумами и минимумами электрич. поля. Если свет не монохроматический, то в С. в. пучности электрич. поля разных длин волн будут расположены в разных местах и нередко· наблюдается разделение цветов.

Лит.: Г о р е л и к Г. С., Колебания л волны, М.- Л., 1950.