Priečne a pozdĺžne vlny, rozdiel?

Okolo nás sa často vyskytujú javy súvisiace s vibráciami, zvukmi a vlnami. Stačí povedať vibrácie zemetrasenia, zvuk cvrlikania vtákov a vlny morskej vody. V tejto diskusii sa bližšie oboznámime s posledným javom, a to vlnami.

Čo sa teda myslí vlnami? Vlny sú vibrácie, ktoré sa šíria ďalej. Napríklad dieťa priviaže koniec povrazu o konár stromu. Potom dieťa pravidelne vibruje druhým koncom lana hore a dole. Je vidieť, že časom sa vibrácia šíri pozdĺž lana, až kým nedosiahne koniec lana, ktorý je uviazaný a vytvára vlnu.

Z tejto ilustrácie dostaneme definíciu, že šírenie vibrácií sa nazýva vlna.

Ideálna forma vlny bude nasledovať po sínusoidnom pohybe. Okrem elektromagnetického žiarenia a možno aj gravitačného žiarenia, ktoré môže prechádzať vákuom, existujú vlny aj v médiu (ktoré v dôsledku zmeny tvaru môže vytvárať pružinovú silu), kde môžu cestovať a môžu pohybovať energiou z jedného miesta na druhé bez toho, aby spôsobovali častice média. pohybovať sa natrvalo; to znamená, že nedochádza k masovému pohybu.

Médium je lineárne, ak je možné spočítať rôzne vlny v ktoromkoľvek danom bode média; obmedzené, ak je obmedzené, inak sa nazýva „nekonečné“; jednotné, ak sa ich fyzikálne vlastnosti nemenia v rôznych bodoch; izotropné, ak sú ich fyzikálne vlastnosti v rôznych smeroch „rovnaké“.

Na základe smeru šírenia a smeru vibrácií sú vlny rozdelené do dvoch typov, a to priečne vlny a pozdĺžne vlny.

Priečne vlny

Priečne vlny sú vlny, ktorých smer šírenia je kolmý na smer vibrácie.

Napríklad dieťa zavibruje lano, ktoré končí na strome, takže sa na lane vytvárajú vlny, ako je to znázornené. Je vidieť, že vlny tvorené na lane sú priečne vlny, kde smer šírenia je kolmý na smer vibrácií.

priečne vlny

Priečne vlny sa zvyčajne vyskytujú v elastických pevných látkach; oscilácia je v tomto prípade pohyb tuhej častice smerom od jej uvoľnenej polohy v smere kolmom na šírenie vlny. Pretože posun zodpovedá miestnej šmykovej deformácii materiálu, priečna vlna tejto vlastnosti sa nazýva šmyková vlna. V seizmológii sa strihové vlny nazývajú aj sekundárne vlny alebo S-vlny.

(Prečítajte si tiež: Pochopenie rozdielov medzi vibráciami a vlnami)

Existuje niekoľko príkladov priečnych vĺn, vrátane vĺn na lanách a svetelných vĺn.

Pozdĺžne vlny

Na rozdiel od priečnych vĺn sú pozdĺžne vlny vlny, ktorých smer šírenia je rovnobežný so smerom vibrácií.

Napríklad pružina s jedným koncom vodorovne zviazaným je v rovnováhe. Potom sa zatiahne a uvoľní, čo na jar spôsobí vibrácie a vlny. Je zrejmé, že vlna vytvorená na pružine je pozdĺžna vlna, kde smer šírenia je rovnobežný so smerom vibrácií.

pozdĺžne vlny

Pozdĺžne vlny zahŕňajú zvukové vlny (vibrácie tlaku, posun častíc a rýchlosť častíc šírená v elastickom prostredí) a seizmické P vlny (vytvorené zemetrasením a výbuchmi). V pozdĺžnej vlne je posun média rovnobežný s šírením vlny. Vlny pozdĺž natiahnutej hry Slinky, kde sa vzdialenosť medzi cievkami zväčšuje a zmenšuje, je dobrou vizualizáciou a kontrastujú so zvislými vlnami pozdĺž priečnych kmitajúcich gitarových strún.

Existuje niekoľko príkladov pozdĺžnych vĺn, vrátane vĺn v pružinách a zvukových vĺn.