Напречни срещу надлъжни вълни
Напречните вълни и надлъжните вълни са двата основни типа разпространение на вълните. Тези две концепции са изключително важни и са особено полезни при обяснението на много явления, свързани с вълновата механика. В тази статия ще сравним напречната вълна с надлъжната вълна и ще обсъдим техните дефиниции, прилики и накрая разликите.
Какво е напречна вълна?
При вълните и вибрациите концепцията за напречните вълни е крайъгълен камък. Напречната вълна е една от двете основни форми на вълните. За да се разбере напречна вълна, е необходимо съществено разбиране на вълновата механика. Вълната е метод за предаване на енергия. Тъй като вълната се разпространява през пространството, енергията, която тя носи, също се разпространява. Тази енергия кара частиците по пътя да трептят. С други думи, енергията се разпространява чрез трептене на частиците. В напречната вълна частиците трептят перпендикулярно на посоката на движение на вълната. Трябва да се отбележи, че частиците дори леко не се движат в посока на разпространение. За синусоидална вълна частиците се колебаят с обикновено хармонично движение. За всяка вълна най-голямото изместване на частицата от равновесната точка е равно на амплитудата на вълната,и е пропорционално на енергията, носена от вълната. Вълните като светлинни вълни и други електромагнитни вълни са напречни. Нормалните светлинни вълни имат трептения във всяка посока, перпендикулярна на разпространението. Плоско поляризиран лъч би имал трептения само в една посока.
Какво е надлъжна вълна?
Надлъжната вълна е другият основен тип вълни, които присъстват в природата. Същите принципи на вълновата динамика се прилагат и за надлъжните вълни. В надлъжна вълна трептенията на частиците са успоредни на посоката на разпространение. Това не означава, че частиците се движат с вълната. Частиците се колебаят само около фиксирана точка на равновесие в пространството. Тъй като трептенията са успоредни на движението, се причинява разлика в налягането. Надлъжна вълна също може да се разглежда като вълна под налягане, тъй като енергията се предава чрез налягане. Трябва да се отбележи, че за разлика от напречните вълни, надлъжните вълни имат само една посока на трептене. Максималното изместване от точката на равновесие е равно на амплитудата на вълната и е пропорционално на енергията на вълната. Звуковите вълни са най-добрият пример за надлъжни вълни. Разликата в налягането между вътрешността на нашето ухо и отвън варира поради варирането на налягането, създадено от звуковата вълна. Това води до трептене на диафрагмата на ухото, което след това се открива от звукочувствителните неврони.
Каква е разликата между надлъжните и напречните вълни?
• Напречните вълни създават трептения, които са нормални спрямо посоката на разпространение, но надлъжните вълни създават трептения, които са успоредни на разпространението на вълната.
• Напречните вълни имат трептения в много различни посоки, но надлъжните вълни имат трептения само в една посока.
• Естествените океански вълни се създават чрез наслагване на надлъжни и напречни вълни.
