§5. Кез келген бағытта таралатын жазық толқынының теңдеуі.
Өткен параграфта, біз х өсінің бағыты бойынша таралатын жазық толқынының теңдеуін алдық. х, у, z координата осьтерімен , және бұрыш жасайтын бағытта таралатын жазық толқынның теңдеуін табайық. Координата басы арқылы өтеті жазықтықтағы (6 – сурет) тербелісінің түрі мынадай болсын:
0 a cos t (5.1)
Координата басынан l қашықтықта қалып отыратын толқындық бетті (жазықтықты) алайық. Бұл жазықтықтағы тербеліс (5.1) тербелісінен l / уақытқа қалады:
(5.2)
Қарастырылатын беттегі нүктелердің r радиусы векторын l арқылы өрнектейік. Ол үшін толқыныдық бетке нормаль п бірлік векторын негізейік. Бұдан беттің кез келген нүктесіндегі r радиус – векторы мен п шамасының скалярлық көбейтіндісінің l шамасына бірдей мәнге ие болатындығын оңай көруге болады:
n r = r cos = l (5.3)
l – ге арналған (5.3) өрнегін (5.2) теңдеуіне қойып, жақшаға шамасын енгіземіз:
(5.4)
/ қатынасы k толқындық санға (4.7) өрнегін қараңыз тең. Модулі бойынша k2 толқындық санға тең және нормальдың бағыты толқындық бетке қарағанда
k=kn
векторы толқындық вектор деп аталады. K шамасын (5.4) теңдеуіне енгізіп, төмендегіні аламыз:
(r, t) = a cos ( t – kr) (5.6)
(5.6) функциясы радиус – вектры r1 болатын нүктенің t уақыт мезетіндегі тепе – теңдік қалыптан ауытқуын береді.
Нүктенің радиус – векторының оның х, у, z координаталарына көшіру үшін, kr скалярлық көбейтіндісін векторлардың координата өстерінің проекциясы арқылы өрнектейік:
kr = kx x + ky y+ kzz
Онда жазық толқынының теңдеуі мына түрге келеді:
(x, y, z; t) a cos (t – kx x – ky y – kz z) (5.7)
мұндағы
(5.7) функциясы х, у, z координаталары болатын нүктенің t уақыт мезетіндегі ауытқуын береді. п шамасы x, kx = k, ky = kz = 0 осьтеріне сай келгенде (5.7) теңдеуіне ауысады.
Жазық толқынның теңдеуіне кейде былай жазылады:
Re aei (t – kr) (5.8)
көбінесе Re таңбасын алып тастап, жай ғана былай жазамыз:
aei (t – kr) (5.9)
Бұл өрнектің заттық бөлігі ғана алынатындығын ескертеміз.
Достарыңызбен бөлісу: |