Напречни срещу надлъжни вълни
Напречните вълни и надлъжните вълни са двата основни вида 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 определения, прилики и накрая разликите им.
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 напречната вълна, е необходимо основно разбиране на вълновата механика. Вълната е метод за пренос на енергия. Докато вълната се разпространява в пространството, енергията, която носи, също се разпространява. Тази енергия кара частиците по пътя да осцилират. С други думи, енергията се разпространява чрез трептене на частици. При напречната вълна частиците осцилират перпендикулярно на посоката на движение на вълната. Трябва да се отбележи, че частиците не се движат дори леко в посоката на разпространение. За синусоидална вълна частиците осцилират в просто хармонично движение. За всяка вълна най-голямото изместване на частицата от точката на равновесие е равно на амплитудата на вълната и е пропорционално на енергията, пренасяна от вълната. Вълни 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 се срещат в природата. Същите принципи на вълновата динамика се прилагат и за надлъжните вълни. При надлъжна вълна трептенията на частиците са успоредни на посоката на разпространение. Това не означава, че частиците се движат с вълната. Частиците осцилират само около фиксирана равновесна точка в пространството. Тъй като трептенията са успоредни на движението, възниква разлика в налягането. Надлъжната вълна също може да се разглежда като вълна на налягане, тъй като енергията се пренася 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 вътрешната и външната част на ухото ни варира поради колебанията в налягането, създадени от звуковата вълна. Това кара диафрагмата на ухото да трепти, което след това се открива от невроните, усещащи звука.
Каква е разликата между надлъжните и напречните вълни?
• Напречните вълни създават трептения, които са нормални към 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.
