* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
148
ВОЛНЫ
В УПРУГОЙ
СРЕДЕ
И
ВОЛНЫ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
случаях, когда трубка будет вставлена в область узла, где пылинки не двигаются; там же, где пылинки разбрасываются и где, следовательно, наибольшее движение, там нет колебаний давления Д/?, и нет звука. Это особенно ясно на рис. 6 2 , где изобра /эел Уззл жены стрелками движения частиц воз духа. Размер стрелок показывает размах, или амплитуду, смещений. И з рисунка ясно, что наибольшие изменения плот ности должны быть в узлах. Рис. 62. § 3. Сферические волны.
Пусть функция Ф зависит только от времени / и от расстояния г, отсчитанного от начала координат. Таким образом координаты входят в функцию Ф только через посредство г. В этом случае удобно пре образовать уравнение ( 5 4 ) , выразив его через переменные г и /, Для этого предполагаем, что функция Ф уже выражена через г и t тогда:
t
^ Ф _ й Ф ЪГ _ * Ф дл; а Ф _ а
2 2
*
Ьг Ьх Ф
2
Ьг г 1 эФ л аФ
2
л
2
и Составляя
2
~
ъг
~7 & Т
2
ы
2
7з а г " а ф и УФ и складывая все
аналогичные
выражения для
три вместе, мы получим: а Ф
2
T
УФ
F
УФ
УФ
2
, 3 дФ Ьг&
1 аФ а Ф
2 = 2
,
2 аФ
Ьх
2
Ьу
2
&
^
2
& Ъ? ~т f
г Ъг — Ъг ~* г аг
Итак, уравнение (54) принимает вид: 1 У Ф __ У Ф V
2
.
2 +
2 аФ г Тг&
Ы
2
—
Ьг
Умножаем обе части равенства на г:
1
* /
Я
^ Ф
2
. п*
аг
Ф
а
2
ан
(гФ).
(54")
Уравнение (54) показывает, что мы получаем формально такое же уравнение, как и для плоской волны, но с той только разницей, что нбкомой функцией здесь является не функция Ф , а произведение из Ф на г. Здесь мы опять имеем пример „сведения". Хотя уравнение получается буквально то же самое, но окончательное решение вовсе не совпадает с прежним решением, так как одинаковое решение получается в первом случае для функции Ф , а во втором — для гФ. В этом, именно, и заклю чается специфическое отличие одного явления по сравнению с другим. Применяя метод Даламбера, находим для функции Ф следующее решение: (58)