Hvad er områder med kompression og sjældenhed i bølger?

Bølger kan have to grundlæggende former: tværgående eller op-og-ned bevægelse og langsgående eller materialekompression. Tværgående bølger er som havbølger eller vibrationer i en klavertråd: du kan let se deres bevægelse. Kompressionsbølger er til sammenligning usynlige alternerende lag af komprimerede og sjældne molekyler. Lyd- og stødbølger bevæger sig denne vej.

Kompressionsbølger kan kun bevæge sig gennem en slags materialemedium, såsom luft, vand eller stål. Et vakuum kan ikke bære kompressionsbølger, da det ikke har noget stof til at lede energien. Deres afhængighed af et medium betyder, at disse er mekaniske bølger, og mediet bestemmer deres bevægelseshastighed. Lydens hastighed gennem luft er for eksempel 346 meter i sekundet. Et tæt materiale som stål leder lyd ved 6.100 meter i sekundet.

Hvis du kunne se en kompressionsbølge bevæge sig gennem luften, ville du se et område af molekyler komprimeret i den retning, hvorfra bølgen vandrede. Molekylerne bliver mere og mere sjældne efter det maksimale komprimeringspunkt, indtil du ser et område med lavest tryk, der har færrest luftmolekyler. Luften bliver gradvis tættere efter dette punkt, indtil du når maksimal kompression igen. Afstanden mellem maksimal kompression eller sjældenhedspunkter er en bølgelængde. Når frekvensen af ​​en bølge stiger, bliver dens bølgelængde kortere.

To eller flere bølger, der krydser det samme punkt i et medium, forstyrrer hinanden. Du kan se dette, hvis du taber to sten i en stille dam; krusninger spredt ud og overlapper hinanden. Det samme sker med kompressionsbølger. Hvis et komprimeringspunkt møder et sjældent punkt, annullerer de to hinanden. Hvis to komprimeringspunkter mødes, forstærker de hinanden og skaber et punkt med dobbelt tryk.

En jet, der bevæger sig gennem luften hurtigere end lydens hastighed, producerer en lydbom. Når strålen bevæger sig fremad, hober luftmolekyler sig foran den, som sne foran ploven. De komprimerede og sjældne lag af luft bevæger sig ikke lige ud fra en kilde, som du får med lyd. Chokbølgen danner et kegleformet mønster med spidsen lige foran flyet, og kompressionsbølger bevæger sig bagved i stadig større cirkler.