KERESZTIRÁNYÚ HULLÁM: JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - FIZIKAI - 2026

A keresztirányú hullámok azok, amelyekben az oszcilláció a hullám terjedésének irányára merőleges irányban zajlik. Ezzel szemben a hosszanti hullámok olyan hullámok, amelyekben a közegen keresztüli elmozdulás ugyanabban az irányban történik, mint a hullám elmozdulása.

Emlékeztetni kell arra, hogy a hullámok egy közegen keresztül terjednek az említett közeg részecskéiben okozott rezgés következtében. Tehát egy hullám terjedési iránya párhuzamos vagy merőleges lehet arra a irányra, amelyben a részecskék rezegnek. Ezért meg kell különböztetni a keresztirányú és a hosszanti hullámokat.

A keresztirányú hullám legjellemzőbb példája a körhullám, amely a víz felszínén halad egy kő dobásakor. Az elektromágneses hullámok, mint például a fény, szintén keresztirányú hullámok. Ami az elektromágneses hullámokat illeti, az a különös eset, ha nincs részecskék rezgése, mint más hullámokban.

Még így is keresztirányú hullámok, mivel az ezekhez a hullámokhoz kapcsolódó elektromos és mágneses mező merőleges a hullám terjedési irányára. A nyíróhullámok további példái a hullámok, amelyeket egy húr mentén továbbítanak, és az S hullámok, vagy a szekunder szeizmikus hullámok.

jellemzők

A hullámok, akár keresztirányúak, akár hosszirányúak, számos olyan jellemzővel rendelkeznek, amelyek meghatározzák őket. Általában véve a hullám legfontosabb jellemzőit az alábbiakban ismertetjük:

Hullám amplitúdó (A)

Ez a hullám legtávolabbi pontja és az egyensúlyi pont közötti távolság. Mivel ez egy hosszúság, hosszúság-egységekben mérik (általában méterben mérik).

Hullámhossz (λ)

Ez a zavar által egy adott időintervallumban megtett távolság (általában méterben mérve).

Ezt a távolságot például két egymást követő csúcs között (a csúcsok a hullám tetején lévő egyensúlyi helyzet legtávolabbi pontja), vagy két völgy között (a legmagasabb pont az egyensúlyi helyzetnél a a hullám alja) egymást követő.

Valójában azonban meg lehet mérni a hullám két egymást követő pontját, amelyek ugyanabban a fázisban vannak.

Időszak (T)

Ez az az idő (általában másodpercekben mérve), amely alatt egy hullám szükséges a teljes ciklus vagy rezgés áthaladásához. Azt is meghatározhatjuk, mint egy idő, ameddig egy hullám elteszi a hullámhosszának megfelelő távolságot.

Frekvencia (f)

Ez az időegységben, általában egy másodpercben bekövetkező oszcillációk száma. Így amikor az időt másodpercben mérik, a frekvenciát Hertzben (Hz) mérik. A gyakoriságot általában a következő képlet alapján számítják az időszakból:

f = 1 / T

Hullámterjedési sebesség (v)

Ez a sebesség, ameddig a hullám (a hullám energiája) terjed egy közegen. Ezt általában méter / másodpercben (m / s) mérik. Például az elektromágneses hullámok a fénysebességgel haladnak.

A terjedési sebesség hullámhosszból és periódusból vagy frekvenciából számítható.

V = λ / T = λ f

Vagy egyszerűen csak osztja meg a hullám által megtett távolságot egy adott időben:

v = s / t

Példák

Elektromágneses hullámok

Az elektromágneses hullámok a nyíróhullámok legfontosabb esetei. Az elektromágneses sugárzás különleges jellemzője, hogy ellentétben a mechanikai hullámokkal, amelyeknél a közeg átterjedéséhez szükséges, nem igényelnek közeget a terjedéshez, és vákuumban ezt megtehetik.

Ez nem azt jelenti, hogy nincsenek elektromágneses hullámok, amelyek egy mechanikai (fizikai) közegen áthaladnak. Egyes keresztirányú hullámok mechanikus hullámok, mivel terjedésükhöz fizikai közeget igényelnek. Ezeket a keresztirányú mechanikus hullámokat T hullámoknak vagy nyíró hullámoknak nevezzük.

Továbbá, amint azt már fentebb említettük, az elektromágneses hullámok a fénysebességgel terjednek, amely vákuum esetén 3 × 10 ⁸ m / s nagyságrendű.

Az elektromágneses hullámra példa a látható fény, amely az elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza 400 és 700 nm között van.

Keresztirányú hullámok a vízben

A keresztirányú hullám nagyon tipikus és nagyon grafikus esete akkor fordul elő, amikor egy kő (vagy bármilyen más tárgy) a vízbe dobásra kerül. Amikor ez megtörténik, körhullámok keletkeznek, amelyek azon a helyen terjednek, ahol a kő elérte a vizet (vagy a hullám fókuszát).

Ezeknek a hullámoknak a megfigyelése lehetővé teszi számunkra, hogy felmérjük, hogy a vízben zajló rezgés iránya merőleges a hullám mozgási irányára.

Ez a legjobban akkor látható, ha egy bója az ütközési pont közelében van elhelyezve. A bója függőlegesen emelkedik és függőlegesen esik, amikor a hullámfrontok vízszintesen mozognak.

Bonyolultabb a hullámok mozgása az óceánban. Mozgása nemcsak a keresztirányú hullámok tanulmányozását foglalja magában, hanem a vízáramok keringését is, amikor a hullámok áthaladnak. Ezért a víz tényleges mozgása a tengerekben és az óceánokban nem redukálható pusztán egy egyszerű harmonikus mozgásra.

Hullám egy kötélen

Mint már említettük, a keresztirányú hullám másik gyakori esete a rezgés egy húr általi elmozdulása.

Ezeknek a hullámoknak a sebességét, ameddig a hullám lehajlik a feszített húron, a húr feszültsége és a húr egységenkénti tömege határozza meg. Így a hullám sebességét a következő kifejezésből számítják ki:

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

Ebben az egyenletben T a húr feszültsége, m tömege és L a húr hossza.

Irodalom

1. Keresztirányú hullám (nd). A Wikipedia. Visszakeresve: 2018. április 21-én, az es.wikipedia.org webhelyről.
2. Elektromágneses sugárzás (második). A Wikipedia. Visszakeresve: 2018. április 21-én, az es.wikipedia.org webhelyről.
3. Keresztirányú hullám (nd). A Wikipedia. Visszakeresve: 2018. április 21-én, az en.wikipedia.org webhelyről.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizika és kémia. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). A fizika megértése. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). Rezgések és hullámok (MIT bevezető fizikai sorozat). Nelson Thornes.