Vlnový pohyb je všude na Zemi a ve vesmíru. Mezi typy vln patří zvukové vlny, vodní vlny, vlny na strunách a elektromagnetické vlny.
Co je to vlna?
Vlna, z technického hlediska, je narušení média, které se šíří z jednoho místa na druhé prostřednictvím oscilací (pohyby tam a zpět) v tomto médiu. Jednoduše řečeno,je to vibrace přenášená hmotou časem a prostorem.
Důležitou charakteristikou vlny je, že jepřenáší energiiale na tom nezáleží. Vlna začíná energetickým ziskem někde v médiu, jako je ruka tlačící na hladinu rybníka. Když každá částice materiálu přijímá energii z tohoto počátečního tlaku - v tomto příkladu molekuly vody - narazí na částice vedle ní, které narazí na další a tak dále.
Molekuly vody se neuspořádaly na nová místa v rybníku; poskakovali jen tam a zpět proti sobě tak, jak se lidé stojící bok po boku v davu mohli odrazit na místě poté, co do nich někdo na okraji spadne.
Vlny přicházejí ve dvou typech:
Příčné vlnyjsou tvořeny hmotou, která kmitá v pravém úhlu ke směru pohybu energie. Například někdo, kdo pumpuje konec švihadla připevněného ke zdi, pohybuje kusy média ( lano) svisle, zatímco energie prochází vodorovně podél lana ke zdi, dokud není celé lano stěhování.
Podélné vlnyjsou tvořeny hmotou, která osciluje ve stejném směru jako energie, kterou nese. Dřívější příklady vln v bazénu nebo v davu, který byl na jednom konci narušen, jsou podélné.
Základní vlastnosti vln
Nejzákladnějšími vlnovými vlastnostmi jsou vlnová délka, amplituda, frekvence a perioda.
Jedenvlnová délkaje definována jako vzdálenost mezi jakýmkoli bodem na vlnědo přesně stejného bodu na další vlně.Například lze měřit jednu vlnovou délku od hřebene nebo vrcholu vlny v oceánu k hřebenu další vlny. Vlnová délka je označena malým řeckým písmenem lambda (λ) a používá jednotku SI délky, metrů (m).
Theamplitudavlny,A, je měřítkem maximálního posunu jakékoli hmoty v médiu od rovnovážné polohy (nebo klidové polohy). Takže pro sinusovou křivku, která vede nahoru a dolů kolem osy x, má amplitudastejná velikost jako nejvyšší nebo nejnižší pozice. Jako měřítko posunu se také měří amplituda v metrech (m).
Thefrekvencevlny,F, je měřítkem toho, kolik vln projde nebo kolik oscilací nastane za jednu sekundu. Jednotka frekvence SI je hertz (Hz). Například dítě na houpačce osciluje sem a tam kolem klidové polohy houpačky, takže každé tři sekundy provede jeden úplný výlet tam a zpět. To znamená, že procházíjedna třetina plné vlny (oscilace) každou sekundu, takže její frekvence by byla 1/3 Hz.
Thedobavlny,T, je inverzní k frekvenci; namísto toho, kolik vln za sekundu měří čas, za který může dojít k jedné plné vlně nebo oscilaci. Proto se měří v jednotce času SI, sekundách (s). U stejného dítěte na houpačce je její vlnová perioda tři sekundy. (Všimněte si, že tři jsou inverzní k jedné třetině.)
Rychlost vlny
Rychlost vlny (proti) je rychlost, kterou narušení postupuje z jednoho místa do druhého. Vlna se pohybuje rychlostí (v metrech za sekundu, m / s) rovnou součinu frekvence a vlnové délky. Vlnová rovnice je tedy:
v = \ lambda f