Соотношение между периодом волны, ее скоростью и длиной

Элементы морской волны.

На чертеже 1 (фиг. 87) даны четыре профиля двух последовательных волн. Каждое соседнее возвышение и углубление называются волной (например, ЕВЕ\), самая верхняя точка волны – В, В\... – называется вершиной волны, или гребнем ее; а самая низшая – Е, Е\... – подошвой. В правильной системе волнения линии гребней и линии подошв в плане образуют ряд параллельных между собой линий. Угол, составляемый касательной к профилю волны с горизонтальной линией, называется крутизной волны в данной точке.

Расстояние по вертикальному направлению от вершины волны до ее подошвы, например ВС, называется высотой волны. Очевидно, что высота волны равна 2г производящей окружности (см. фиг. 85) или орбиты частицы воды.

Расстояние по горизонтальному направлению между двумя гребнями ВВ\ или между двумя подошвами ЕЕ\ или ЕгЕ2 соседних волн называется длиной волны. Отсюда следует, что расстояние по горизонтальному направлению между всякими двумя частицами воды, находящимися в одинаковой фазе на склонах двух соседних волн, тоже будет представлять длину волны, например расстояние между точками D и D\.

Промежуток времени, в течение которого форма с пробегает расстояние, равное ее длине, называется периодом волны. В этот промежуток времени каждая частица воды опишет свою орбиту, следовательно, период волны есть также промежуток времени, в течение коего частица описывает свою орбиту.

Расстояние, проходимое формой волны в единицу времени, называется скоростью волны. Обыкновенно дается пространство, проходимое волной в метрах в 1 сек- времени или в морских милях в час.

Четыре величины: высота, длина, период и скорость – составляют характерные особенности волны и называются ее элементами.

Зависимость, существующая между элементами волны. Из самого определения каждого элемента волны и вышеизложенной трохоидаль-ной теории происхождения волнового профиля следует, что из четырех элементов волны три связаны между собой уравнением следующего вида. Пусть скорость распространения волны будет V, период волны – т, а длина волны – X. то соотношение между этими величинами таково:

Следовательно, из трех элементов достаточно знать два, а третий может быть получен вычислением.

Четвертый элемент – высота h – не находится в прямой связи с первыми тремя, и потому он получается только из наблюдения.

~1~ ~2~ ~3~ ~4~ ~5~ ~6~ ~7~ ~8~ ~9~ ~10~ ~11~ ~12~ ~13~ ~14~ ~15~ ~16~ ~17~ ~18~ ~19~ ~20~ ~21~ ~22~ ~23~ ~24~ ~25~ ~26~ ~27~ ~28~ ~29~ ~30~ ~31~ ~32~ ~33~ ~34~ ~35~ ~36~ ~37~ ~38~ ~39~ ~40~ ~41~ ~42~ ~43~ ~44~ ~45~ ~46~ ~47~ ~48~ ~49~ ~50~ ~51~ ~52~ ~53~ ~54~ ~55~ ~56~ ~57~ ~58~ ~59~ ~60~ ~61~ ~62~ ~63~ ~64~ ~65~ ~66~ ~67~ ~68~ ~69~ ~70~ ~71~ ~72~ ~73~ ~74~ ~75~ ~76~ ~77~ ~78~ ~79~ ~80~ ~81~ ~82~ ~83~ ~84~ ~85~ ~86~ ~87~ ~88~