Tverrbølge: Egenskaper og eksempler

Tverrbølger er de der oscillasjonen oppstår i en retning vinkelrett på bølgeformens retning. Tvert imot er langsgående bølger de bølger der forskyvningen gjennom mediet skjer i samme retning som forflytningen av bølgen oppstår.

Det skal huskes at bølger forplanter seg gjennom et medium på grunn av vibrasjonene som de forårsaker i partiklene i mediet. Deretter kan forplantningsretningen til en bølge være parallell eller vinkelrett mot retningen der partiklene vibrerer. Derfor er skillet mellom tverrgående og langsgående bølger merket.

Det mest typiske eksempel på en tverrbølge er de sirkulære bølgene som forplanter seg gjennom overflaten av vannet når en stein kastes. Tverrbølger er elektromagnetiske bølger og lys. Når det gjelder elektromagnetiske bølger, er det spesielt tilfellet at det ikke er vibrasjon av partikler som det skjer i andre bølger.

Likevel er de tverrgående bølger fordi de elektriske og magnetiske feltene som er forbundet med disse bølgene, er vinkelrette på bølgeutbredelsesretningen. Andre eksempler på tverrbølger er bølger som overføres langs en streng og S-bølger eller sekundære seismiske bølger.

funksjoner

Bølgene, enten transversale eller langsgående, har en rekke egenskaper som bestemmer dem. Generelt er de viktigste egenskapene til en bølge de som er forklart nedenfor:

Bølgeamplitude (A)

Det er definert som avstanden mellom punktet lengst fra en bølge og dens likevektspunkt. Siden det er en lengde, måles den i lengdeenheter (vanligvis målt i meter).

Bølgelengde (λ)

Det er definert som avstanden (vanligvis målt i meter) reist av en forstyrrelse i et bestemt tidsintervall.

Denne avstanden måles for eksempel mellom to påfølgende rygger (ryggene er det lengste punktet fra likevektsposisjonen på toppen av bølgen), eller også mellom to daler (punkt lengst fra likevektsposisjonen på bunnen av bølgen) påfølgende.

Du kan imidlertid virkelig måle mellom to påfølgende punkter i bølgen som er i samme fase.

Periode (T)

Det er definert som tiden (vanligvis målt i sekunder) som en bølge tar for å reise gjennom en komplett syklus eller svingning. Det kan også defineres som tiden en bølge tar for å reise en avstand som tilsvarer bølgelengden.

Frekvens (f)

Det er definert som antall oscillasjoner som forekommer i en tidsenhet, vanligvis et sekund. På denne måten, når tiden måles i sekunder (sekunder), måles frekvensen i Hertz (Hz). Frekvensen beregnes normalt fra perioden ved hjelp av følgende formel:

f = 1 / T

Bølgeforplantningshastighet (v)

Det er den hastigheten som bølgen propagerer (bølgens energi) av et medium. Det måles vanligvis i meter per sekund (m / s). For eksempel forplanter elektromagnetiske bølger ved lysets hastighet.

Forplantningshastigheten kan beregnes ut fra bølgelengden og perioden eller frekvensen.

V = A / T = A f

Eller bare deling avstanden som bølgen reiste i en viss tid:

v = s / t

eksempler

Elektromagnetiske bølger

Elektromagnetiske bølger er det viktigste tilfellet av tverrbølger. Et spesielt kjennetegn ved elektromagnetisk stråling er at i motsetning til mekaniske bølger som krever et middel for å spre seg, trenger ikke et middel til å forplante seg og kan gjøre det i vakuum.

Dette betyr ikke at det ikke er elektromagnetiske bølger som beveger seg gjennom et mekanisk (fysisk) medium. Noen tverrbølger er mekaniske bølger, siden de krever et fysisk medium for deres forplantning. Disse tverrgående mekaniske bølger kalles T-bølger eller skjærbølger.

Videre, som allerede nevnt ovenfor, formidler elektromagnetiske bølger ved lysets hastighet, som i vakuum er i størrelsesorden 3 × 10 8 m / s.

Et eksempel på en elektromagnetisk bølge er synlig lys, som er elektromagnetisk stråling hvis bølgelengder er mellom 400 og 700 nm.

Tverrgående bølger i vannet

En veldig typisk og veldig grafisk tverrbølge er tilfelle når en stein (eller et annet objekt) kastes i vannet. Når dette skjer, produseres sirkulære bølger som propagerer fra stedet der steinen har påvirket vannet (eller bølgens fokus).

Observasjonen av disse bølgene gjør det mulig å sette pris på hvordan retningen av vibrasjonen som finner sted i vannet er vinkelrett på bølgeforskyvningsretningen.

Dette observeres best hvis en bøye ligger i nærheten av slagpunktet. Bøyen stiger og stiger vertikalt når bølgefrontene kommer, som beveger seg horisontalt.

Mer komplisert er bevegelsen av bølgene i havet. Dens bevegelse innebærer ikke bare studiet av tverrbølger, men også sirkulasjonen av vannstrømmer når bølgene passerer. Derfor kan den virkelige bevegelsen av vann i hav og hav ikke bare reduseres til en enkel harmonisk bevegelse.

Bølge på et tau

Som allerede nevnt ovenfor er et annet vanlig tverrbølge-tilfelle forskyvningen av en vibrasjon av en streng.

For disse bølgene bestemmes hastigheten som bølgen forplanter seg gjennom den strukte strengen, av strengenes spenning og massen per lengde av strengen. Således beregnes hastigheten til bølgen fra følgende uttrykk:

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

I denne ligningen er T strengenes spenning, m sin masse og L lengden av strengen.