Хвиля

Хвиля, -лі, ж. 1) Волна. Встала на Чорному морі бистрая хвиля. Дума. Чому в ставу вода руда? Мабуть хвиля збила. Мет. 113. Мо́ре в хви́лю. Море во время волненія. Море в хвилю і тишу. О. 1861. IV. ЗІ. 2) Буря, порывы вѣтра. Борз. у. Хвилею багато яблук позбивало. Сосн. у. Гряд з хвилею. Пирят. у. 3) Минута, время. В добру хвилю чекай злої. Ном. № 5885. Ото по тій хвилі я пішов до пана. Канев. у. 4) Хорошая погода. Гн. І. 50. Ум. Хвилька, хви́ленька, хвилечка. Часом прийде хтось до хати на хвильку.... мусиш сісти хоч на хвилю. ЕЗ. V. 196. Ото той волик несе їх, і так несе: що хвилька, то й милька. Рудч. Ск. І. 119. Зустрілись на одну хвилечку. Г. Барв. 81.

Сучасні словники

Хви́ля — існує кілька визначень хвилі: хвиля — зміна стану середовища (збурення), яке поширюється в просторі й переносить енергію.[1] хвиля — процес розповсюдження коливань у будь-якому середовищі чи вакуумі. Хвильовий процес — процес передачі коливань. Поняття «хвиля» широко використовується в повсякденному житті та в багатьох розділах природознавства [2] Це зумовлено тим, що в процесах розповсюдження збурень в різних середовищах і в вакуумі є багато спільних рис. Хвилі можна, наприклад, утворити на поверхні води або на довгій мотузці. Поширення хвиль не супроводжується перенесенням частинок середовища, вони коливаються тільки біля свого положення рівноваги. У загальному випадку хвилі не обов'язково пов'язані з наявністю речовини. Електромагнітні хвилі у вакуумі є взаємозалежними змінами електричних і магнітних полів, а гравітаційні хвилі є змінами геометрії простору-часу. В таких речовинах, як рідини, гази та тверді пружні тіла поширення збурень супроводжується специфічним рухом частинок середовища. Цей рух забезпечує передачу в просторі збурень без переносу речовини. При розгляді електромагнітних хвиль слід мати на увазі корпускулярно-хвильовий дуалізм їх природи. Згідно з корпускулярно-хвильовим дуалізмом, що є основою квантової механіки будь-яка частка має хвильові властивості, а хвилі випромінюються й поглинаються скінченними порціями — квантами. Однак багато фундаментальних понять для опису хвильових процесів є спільними для всіх типів хвиль.В зв'язку з цим теорія хвиль сформувалася як розділ сучасної фізики, пов'язаний з вивченням властивостей хвиль незалежно від їх фізичної природи. Конкретні приклади для пояснення змісту цих понять в даній статті будуть пов'язані з механічними хвилями.

Загальні властивості

Наповнення конкретним змістом понять, що використовуються для опису хвильових явищ базується на використанні математичних моделей конкретних природних об'єктів. При цьому використовуються як дискретні моделі, в яких об'єкт замінюється сукупністю частинок, так і моделі суцільного середовища. Фізичною основою для виникнення хвильових рухів, тобто переносу збурень від одного місця в об'єкті до іншого, є наявність двох факторів — будь-яка частинка середовища має певну масу і в результаті взаємодії між частинками виникає сила, що намагається повернути частинку в положення рівноваги при відхиленні її з цього положення зовнішньою дією. В результаті частинка починає рухатися до положення рівноваги, збуджуючи сусідні частинки середовища. Так виникає рух, що зумовлює перенос стану і, відповідно, енергії до іншої частини середовища. Самі частинки середовища можудь здійснювати досить складні рухи, але в решті повертаються до положення рівноваги. В реальних середовищах при передачі збурень від однієї частинки до іншої частина внесеної початковим збуренням енергії втрачається, переходячи в тепло. Однак в багатьох випадках при вивченні хвильових рухів ці втрати не враховуються, будучи часто незначними за проміжок певного характерного для хвильового процесу часу. Для характеристики хвильових збурень різної фізичної природи використовують такі поняття як швидкість розповсюдження, напрям, потік енергії. При цьому між напрямком переносу енергіі та характером руху частинок середовища немає прямого зв'язку. Що стосується терміну «швидкість хвилі», то фізично обгрунтоване використання цього терміну можливе лише по відношенню до хвиль, які при розповсюдженні не змінюють форму. Закономірності переносу збурень по середовищу суттєво залажеть від відносної величини збурень. В зв'язку з цим розрізняють два принципово відмінніх типа хвиль — лінійні і нелінійні хвилі. Для визначення масштабу збурень слід глибоко вивчити властивості середовища, в якому розглядається процес переносу збурень і, перш за все, особливості сил, що визначають взаємодію частинок середовища. В цій статті розглядаються властивості лінійних звиль. Для лінійних хвиль швидкість переносу збурень визначається лише фізичними властивостями матеріалу середовища та геометрією області, в якій збурення розповсюджуються. Граничним значенням для швидкості переносу енергії в будь якому середовищі є швидкість електромагнітних хвиль в вакуумі. Вивчаючи хвильові явища в різних середовищах ми маємо справу з проявами рухів, що характеризуються величезною різницею в масштабах від мікро до макро явищ.Так до хвильових рухів відносимо хвилі-вбивці на поверхні океану, висота яких може сягати декількох десятків метрів, а також звукові хвилі, з допомогою яких спілкуємося між собою. При передачі інформації пошепки амплітуда зміщень частинок повітря становить всього 5\times10^{-10} см. Така різниця характерна не лише для амплітуд збурень, але і для таких характеристик як довжина хвилі, характерна частота,швидкість переносу енергії збурення, швидкость руху частинок середовища. Так, найменша частота, що сприймається людським вухом як звук становить 20 Гц. В той час як характерна частота світлових хвиль становить \approx 10^{14}Гц.