Priečne vs pozdĺžne vlny
Priečne vlny a pozdĺžne vlny sú dva hlavné typy šírenia vĺn. Tieto dva koncepty sú mimoriadne dôležité a sú obzvlášť užitočné pri vysvetľovaní mnohých javov súvisiacich s vlnovou mechanikou. V tomto článku sa chystáme porovnať priečnu vlnu s pozdĺžnou a rozoberať ich definície, podobnosti a nakoniec ich rozdiely.
Čo je to priečna vlna?
Vo vlnách a vibráciách je koncept priečnych vĺn základným kameňom. Priečna vlna je jednou z dvoch základných foriem vĺn. Na pochopenie priečnej vlny je potrebné základné pochopenie vlnovej mechaniky. Vlna je metóda prenosu energie. Keď sa vlna šíri vesmírom, šíri sa aj energia, ktorú nesie. Táto energia spôsobuje, že častice na ceste kmitajú. Inými slovami, energia sa šíri prostredníctvom kmitania častíc. V priečnej vlne častice kmitajú kolmo na smer pohybu vlny. Je potrebné poznamenať, že častice sa nepohybujú v smere šírenia ani trochu. Pre sínusovú vlnu častice kmitajú jednoduchým harmonickým pohybom. Pre každú vlnu sa najväčší posun častice od bodu rovnováhy rovná amplitúde vlny,a je úmerná energii prenášanej vlnou. Vlny, ako sú svetelné vlny a iné elektromagnetické vlny, sú priečne. Vlny normálneho svetla majú oscilácie v každom smere kolmom na šírenie. Rovinovo polarizovaný lúč by mal oscilácie iba v jednom smere.
Čo je pozdĺžna vlna?
Pozdĺžna vlna je ďalším hlavným typom vĺn, ktoré sa vyskytujú v prírode. Rovnaké princípy vlnovej dynamiky platia aj pre pozdĺžne vlny. V pozdĺžnej vlne sú oscilácie častíc rovnobežné so smerom šírenia. To neznamená, že častice sa pohybujú s vlnou. Častice kmitajú iba okolo stáleho rovnovážneho bodu v priestore. Pretože oscilácie sú rovnobežné s pohybom, vzniká tlakový rozdiel. Pozdĺžnu vlnu možno tiež považovať za tlakovú vlnu, pretože energia sa prenáša tlakom. Je potrebné poznamenať, že na rozdiel od priečnych vĺn majú pozdĺžne vlny iba jeden smer kmitania. Maximálny posun od bodu rovnováhy sa rovná amplitúde vlny a je úmerný energii vlny. Zvukové vlny sú najlepším príkladom pozdĺžnych vĺn. Tlakový rozdiel medzi našim uchom a vonkajškom sa líši v dôsledku kolísania tlaku vytváraného zvukovou vlnou. To spôsobí, že membrána ucha osciluje, čo je potom detegované neurónmi snímajúcimi zvuk.
Aký je rozdiel medzi pozdĺžnymi vlnami a priečnymi vlnami?
• Priečne vlny vytvárajú oscilácie, ktoré sú kolmé na smer šírenia, ale pozdĺžne vlny vytvárajú oscilácie, ktoré sú rovnobežné s šírením vlny.
• Priečne vlny majú oscilácie v mnohých rôznych smeroch, ale pozdĺžne vlny majú oscilácie iba v jednom smere.
• Prírodné vlny oceánu sú tvorené superpozíciou pozdĺžnych a priečnych vĺn.
