Документ описывает механические волны, которые возникают в твёрдых, жидких и газообразных средах вследствие колебаний частиц. Выделяются поперечные и продольные волны; поперечные волны могут распространяться только в твёрдых телах, в то время как продольные волны могут двигаться в любых средах. Примером механических волн являются сейсмические волны, которые позволяют определять расстояние до эпицентра землетрясения по времени их прихода.

1. Если в каком-нибудь месте твёрдой, жидкой или газообразной среды возбуждены
колебания частиц, то вследствие взаимодействия атомов и молекул среды колебания
начинают передаваться от одной точки к другой с конечной скоростью.
Механической волной называется процесс распространения колебаний в среде.
Механические волны бывают разных видов. Рассмотрим поперечные и продольные
волны.
Волна называется поперечной, если колебания частиц среды происходят
перпендикулярно направлению распространения волны.
Рис. 1.
Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому
жгуту или по струне (рис. 1).
Волна называется продольной, если колебания частиц среды происходят в направлении
распространения волны.
Рис. 2, а).

2. Рис. 2, б).
Волны в упругом стержне или звуковые волны в газе являются примерами продольных
волн (рис. 2, а), б)).
Волны на поверхности жидкости имеют как поперечную, так и продольную компоненты.
Как в поперечных, так и в продольных волнах переноса вещества в направлении
распространения волны не происходит. В процессе распространения частицы среды
лишь совершают колебания около положений равновесия.
Волны переносят энергию колебаний от одной точки среды к другой.
Характерной особенностью механических волн является то, что они распространяются в
материальных средах (твёрдых, жидких или газообразных). Существуют волны, которые
способны распространяться и в пустоте (например, световые волны). Для механических
волн обязательно нужна среда, обладающая способностью запасать кинетическую и
потенциальную энергию. Следовательно, среда должна обладать инертными и упругими
свойствами.
Анализируя процесс образования поперечных и продольных волн, можно сделать
следующие выводы:
1) механические волны образуются благодаря инертности частиц среды и
взаимодействию между ними, проявляющемуся в существовании сил упругости;
2) каждая частица среды совершает вынужденные колебания, такие же, что и первая
частица, приведенная в колебания; частота колебаний всех частиц одинакова и
равна частоте источника колебаний;
3) колебание каждой частицы происходит с запаздыванием, которое обусловлено её
инертностью и конечностью скорости распространения волны; это запаздывание
тем больше, чем дальше находится частица от источника колебаний.
Распространение поперечных волн связано, главным образом, с изменением формы тела.
В газах и жидкостях при изменении их формы силы упругости не возникают, поэтому
поперечные волны в них распространяться не могут. Поперечные волны
распространяются только в твёрдых телах.

3. Продольные механические волны могут распространяться в любых средах — твёрдых,
жидких и газообразных.
Примером волнового движения в твёрдом теле является распространение колебаний во
время землетрясений. От центра землетрясения распространяются как продольные, так и
поперечные волны. Сейсмическая станция принимает сначала продольные волны, а затем
поперечные, так как скорость поперечных волн меньше. Если известны скорости
поперечной и продольной волн и измерен промежуток времени между их приходом, то
можно определить расстояние от центра землетрясения до станции.