Особливості і приклади поперечних хвиль



The поперечні хвилі є ті, в яких коливання відбуваються в напрямку, перпендикулярному напрямку розповсюдження хвилі. Навпаки, поздовжні хвилі - це хвилі, в яких переміщення через середу відбувається в тому ж напрямку, в якому відбувається зміщення хвилі..

Слід пам'ятати, що хвилі поширюються через середовище завдяки вібрації, яку вони викликають у частинках зазначеного середовища. Тоді напрямок поширення хвилі може бути паралельним або перпендикулярним напрямку, в якому вібрують частинки. Тому відмічено відмінність між поперечними і поздовжніми хвилями.

Найбільш типовим прикладом поперечної хвилі є кругові хвилі, які поширюються по поверхні води, коли камінь викидається. Поперечні хвилі - це електромагнітні хвилі, а також світло. Що стосується електромагнітних хвиль, то є особливий випадок, що немає ніякої вібрації частинок, як це відбувається в інших хвилях.

Незважаючи на це, вони є поперечними хвилями, оскільки електричні та магнітні поля, пов'язані з цими хвилями, перпендикулярні напрямку розповсюдження хвилі. Іншими прикладами поперечних хвиль є хвилі, які передаються уздовж струни і S хвиль або вторинних сейсмічних хвиль.

Індекс

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Амплітуда хвилі (А)
    • 1,2 Довжина хвилі (λ)
    • 1.3 Період (Т)
    • 1.4 Частота (f)
    • 1.5 Швидкість поширення хвилі (v)
  • 2 Приклади
    • 2.1 Електромагнітні хвилі
    • 2.2 Поперечні хвилі у воді
    • 2.3 Наведіть на мотузку
  • 3 Посилання

Особливості

Хвилі, поперечні або поздовжні, мають ряд характеристик, які їх визначають. Загалом, найважливішими характеристиками хвилі є ті, які описані нижче:

Амплітуда хвилі (А)

Вона визначається як відстань між точкою, що знаходиться найбільш віддалено від хвилі, і її точкою рівноваги. Оскільки це довжина, вона вимірюється в одиницях довжини (зазвичай вимірюється в метрах).

Довжина хвилі (λ)

Він визначається як відстань (зазвичай вимірюється в метрах), що проходить через порушення в заданому інтервалі часу.

Ця відстань вимірюється, наприклад, між двома послідовними гребенями (гряди є найдальшою точкою від положення рівноваги у верхній частині хвилі), або також між двома долинами (точка, що знаходиться на віддалі від положення рівноваги в дна хвилі) послідовно.

Тим не менш, ви дійсно можете виміряти між будь-якими двома послідовними точками хвилі, які знаходяться в одній фазі.

Період (T)

Вона визначається як час (зазвичай вимірюється в секундах), який хвиля приймає для проходження повного циклу або коливання. Її також можна визначити як час, протягом якого хвиля рухається на відстань, еквівалентну його довжині хвилі.

Частота (f)

Вона визначається як число коливань, які відбуваються за одиницю часу, зазвичай одну секунду. Таким чином, коли час вимірюється в секундах (секундах), частота вимірюється в герцах (Гц). Частота, як правило, обчислюється з періоду за допомогою наступної формули:

f = 1 / T

Швидкість розповсюдження хвилі (v)

Це швидкість, з якою хвиля поширюється (енергія хвилі) середовищем. Зазвичай вимірюється в метрах на секунду (м / с). Наприклад, електромагнітні хвилі поширюються зі швидкістю світла.

Швидкість розповсюдження може бути обчислена з довжини хвилі і періоду або частоти.

V = λ / T = λ f

Або просто розділити пройдену хвилею відстань за певний час:

v = s / t

Приклади

Електромагнітні хвилі

Електромагнітні хвилі є найважливішим випадком поперечних хвиль. Особливою характеристикою електромагнітного випромінювання є те, що, всупереч механічним хвилям, які вимагають засобів, за допомогою яких можна розповсюджуватися, не вимагають засобів для розмноження і можуть робити це у вакуумі.

Це не означає, що немає електромагнітних хвиль, що рухаються через механічну (фізичну) середу. Деякі поперечні хвилі є механічними хвилями, оскільки вони потребують фізичного середовища для їх поширення. Ці поперечні механічні хвилі називаються T хвилями або хвилями зсуву.

Крім того, як вже зазначалося вище, електромагнітні хвилі поширюються зі швидкістю світла, яка у випадку вакууму становить близько 3 10 8 м / с.

Прикладом електромагнітної хвилі є видиме світло, яке є електромагнітним випромінюванням, довжина хвиль якого становить від 400 до 700 нм.

Поперечні хвилі у воді

Дуже типова і дуже графічна поперечна хвиля - випадок, коли камінь (або будь-який інший предмет) кидається у воду. Коли це відбувається, виробляються кругові хвилі, які поширюються з місця, де камінь потрапив у воду (або фокус хвилі).

Спостереження за цими хвилями дозволяє оцінити, як напрямок вібрації, що відбувається у воді, перпендикулярно напрямку переміщення хвилі.

Це найкраще спостерігати, якщо буй розташований поблизу точки удару. Буй піднімається і спускається по вертикалі, коли приходять хвильові фронти, які рухаються горизонтально.

Більш складним є рух хвиль в океані. Його рух передбачає не тільки вивчення поперечних хвиль, а й циркуляцію водних течій при проходженні хвиль. Тому реальне рух води в морях і океанах не може бути зведено лише до простого гармонійного руху.

Хвиля на мотузці

Як вже було сказано раніше, іншим звичайним випадком поперечної хвилі є зміщення вібрації тросом.

Для цих хвиль швидкість, з якою хвиля поширюється через розтягнуту струну, визначається натягом струни і масою на одиницю довжини струни. Таким чином, швидкість хвилі обчислюється з наступного виразу:

V = (Т / м / л) 1/2

У цьому рівнянні T - натяг канату, m - його маса і L - довжина мотузки.

Список літератури

  1. Поперечна хвиля (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
  2. Електромагнітне випромінювання (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
  3. Поперечна хвиля (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з en.wikipedia.org.
  4. Фідальго Санчес, Хосе Антоніо (2005). Фізика і хімія. Еверест
  5. Девід С. Кесіді, Джеральд Джеймс Холтон, Флойд Джеймс Резерфорд (2002). Розуміння фізики. Birkhäuser.
  6. Французька, A.P. (1971). Вібрації і хвилі (М.І.Т. Вступна серія фізики). Нельсон Торнс.