Příčná vlna

Co jsou to smykové vlny?

The příčné vlny jsou ty, ve kterých dochází k oscilaci ve směru kolmém ke směru šíření vlny. Naproti tomu podélné vlny jsou vlny, ve kterých k posunu médiem dochází ve stejném směru jako k posunu vlny..

Je třeba si uvědomit, že vlny se šíří médiem na základě vibrací, které způsobují v částicích uvedeného média. Směr šíření vlny tedy může být rovnoběžný nebo kolmý ke směru, ve kterém částice vibrují. Z tohoto důvodu se rozlišuje mezi příčnými a podélnými vlnami..

Nejtypičtějším příkladem příčné vlny jsou kruhové vlny, které se šíří po povrchu vody, když je hozen kámen. Elektromagnetické vlny jako světlo jsou také příčné vlny. Pokud jde o elektromagnetické vlny, je to zvláštní případ, že nedochází k vibracím částic, jako tomu je v jiných vlnách.

I přesto se jedná o příčné vlny, protože elektrické a magnetické pole spojené s těmito vlnami je kolmé ke směru šíření vlny. Dalšími příklady příčných vln jsou vlny, které se přenášejí podél strun a vlny S nebo sekundární seismické vlny..

Charakteristika smykových vln

Vlny, ať už jsou příčné nebo podélné, mají řadu charakteristik, které je určují. Nejdůležitější vlastnosti vlny jsou obecně následující:

Amplituda vln (A)

Je definována jako vzdálenost mezi nejvzdálenějším bodem vlny a jejím rovnovážným bodem. Jelikož se jedná o délku, měří se v jednotkách délky (obvykle se měří v metrech).

Vlnová délka (λ)

Je definována jako vzdálenost (obvykle měřená v metrech) uražená poruchou v daném časovém intervalu.

Tato vzdálenost se měří například mezi dvěma po sobě následujícími vrcholy (vrcholy jsou nejvzdálenějším bodem od rovnovážné polohy v horní části vlny), nebo také mezi dvěma údolími (nejvzdálenější bod od rovnovážné polohy ve spodní části vlny) ) postupné.

Ve skutečnosti však můžete měřit mezi libovolnými dvěma po sobě jdoucími body na vlně, které jsou ve stejné fázi..

Období (T)

Je definován jako čas (obvykle měřený v sekundách), který trvá, než vlna projde celým cyklem nebo oscilací. Lze jej také definovat jako čas, který vlna potřebuje, aby urazila vzdálenost ekvivalentní její vlnové délce.

Frekvence (f)

Je definován jako počet oscilací, ke kterým dochází za jednotku času, obvykle jednu sekundu. Když se tedy čas měří v sekundách (s), frekvence se měří v Hertzích (Hz). Četnost se obvykle počítá z období pomocí následujícího vzorce:

f = 1 / T.

Rychlost šíření vln (v)

Je to rychlost, při které se vlna (energie vlny) šíří médiem. Obvykle se měří v metrech za sekundu (m / s). Například elektromagnetické vlny cestují rychlostí světla.

Rychlost šíření lze vypočítat z vlnové délky a období nebo frekvence.

V = λ / T = λ f

Nebo jednoduše rozdělit vzdálenost uraženou vlnou v určitém čase:

v = s / t

Příklady smykových vln

Elektromagnetické vlny

Elektromagnetické vlny jsou nejdůležitějším případem smykových vln. Zvláštní charakteristikou elektromagnetického záření je to, že na rozdíl od mechanických vln, které vyžadují šíření média, nevyžadují médium k šíření a mohou tak činit ve vakuu..

To neznamená, že neexistují žádné elektromagnetické vlny procházející mechanickým (fyzickým) médiem. Některé příčné vlny jsou mechanické vlny, protože pro své šíření vyžadují fyzické médium. Tyto příčné mechanické vlny se nazývají vlny T nebo smykové vlny..

Kromě toho se elektromagnetické vlny šíří rychlostí světla, která je v případě vakua řádově 3 × 10 ⁸ slečna.

Příkladem elektromagnetické vlny je viditelné světlo, což je elektromagnetické záření, jehož vlnové délky jsou mezi 400 a 700 nm..

Příčné vlny ve vodě

Velmi typickým a velmi grafickým případem příčné vlny je ten, který nastane, když je kámen (nebo jakýkoli jiný předmět) hoden do vody. Když k tomu dojde, vytvoří se kruhové vlny, které se šíří z místa, kde kámen zasáhl vodu (nebo ohnisko vlny).

Pozorování těchto vln nám umožňuje ocenit, jak je směr vibrací, které se odehrávají ve vodě, kolmý ke směru pohybu vlny..

To je nejlépe vidět, pokud je bóje umístěna poblíž bodu nárazu. Bóje stoupá a klesá svisle, jak přicházejí vlnové fronty, které se pohybují vodorovně.

Složitější je pohyb vln v oceánu. Jeho pohyb zahrnuje nejen studium příčných vln, ale také cirkulaci vodních proudů, když vlny procházejí. Skutečný pohyb vody v mořích a oceánech proto nelze redukovat pouze na jednoduchý harmonický pohyb..

Vlna na laně

Dalším běžným případem příčné vlny je posunutí vibrace strunou.

U těchto vln je rychlost, kterou vlna cestuje dolů po napnuté struně, určena napětím v struně a hmotností na jednotku délky struny. Rychlost vlny se tedy počítá z následujícího výrazu:

V = (T / m / L) ^1/2

V této rovnici T je napětí struny, m její hmotnost a L délka struny.

Reference

1. Příčná vlna (n.d.). Na Wikipedii. Obnoveno z es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetické záření (n.d.). Na Wikipedii. Obnoveno z es.wikipedia.org.
3. Příčná vlna (n.d.). Na Wikipedii. Obnoveno z en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fyzika a chemie. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Porozumění fyzice. Birkhäuser.
6. Francouzština, A.P. (1971). Vibrace a vlny (úvodní řada fyziky M.I.T.). Nelson Thornes.