Механични срещу електромагнитни вълни
Механичните вълни и електромагнитните вълни са два вида вълни, обсъждани във физиката. Механичните вълни са вълни, причинени от механични действия като вибрации. Електромагнитните вълни са вълни, създадени от трептящи електрически и магнитни полета. Тези два вида вълни са много важни за разбирането на области като електромагнетизъм, вълни и вибрации, оптика, акустика и много други. В тази статия ще обсъдим какво представляват механичните вълни и електромагнитните вълни, техните определения, приложенията на механичните вълни и електромагнитните вълни, сходствата между тези две и накрая разликата между механичните вълни и електромагнитните вълни.
Електромагнитни вълни
Електромагнитните вълни, по-известни като ЕМ вълни, бяха предложени за първи път от Джеймс Клерк Максуел. По-късно това беше потвърдено от Хайнрих Херц, който успешно продуцира първата ЕМ вълна. Максуел извлича формата на вълната за електрически и магнитни вълни и успешно прогнозира скоростта на тези вълни. Тъй като тази скорост на вълната е равна на експерименталната стойност на скоростта на светлината, Максуел също предполага, че светлината всъщност е форма на ЕМ вълни.
Електромагнитните вълни имат както електрическо поле, така и магнитно поле, осцилиращо перпендикулярно една на друга и перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. Всички електромагнитни вълни имат еднаква скорост във вакуум. Честотата на електромагнитната вълна определя енергията, съхранявана в нея. По-късно беше показано с помощта на квантовата механика, че тези вълни всъщност са пакети от вълни. Енергията на този пакет зависи от честотата на вълната. Това отвори полето на двойствеността на материята на вълните и частиците. Сега може да се види, че електромагнитното излъчване може да се разглежда като вълни и частици. Обект, поставен при всякаква температура над абсолютната нула, ще излъчва ЕМ вълни от всяка дължина на вълната. Енергията, при която се излъчва максималният брой фотони, зависи от температурата на тялото.
Механични вълни
Механичните вълни са вълни, които се създават чрез механични процеси. Вълни като звукови вълни, океански вълни и ударни вълни са някои примери за механични вълни. Всички механични вълни изискват среда за разпространение. Енергията на механична вълна зависи от амплитудата на вълната.
Механичната вълна има няколко свойства. Най-важните от тези свойства са скоростта, честотата на амплитудата и дължината на вълната. За всяка механична вълна връзката v = f λ е вярна; тук v е скоростта на вълната, f е честотата и λ е дължината на вълната.
Каква е разликата между механичните вълни и електромагнитните вълни?
• Електромагнитните вълни не изискват движение на среда, докато механичните вълни трябва да имат среда за разпространение.
• Енергията на електромагнитните вълни е квантована, но енергията на механичните вълни е непрекъсната.
• Енергията на механичните вълни зависи от амплитудата на вълната, но енергията на електромагнитната вълна зависи само от честотата.
• Електромагнитните вълни показват поведение на частици, но механичните вълни не показват такова поведение.
