Valovi su širenje poremećaja u mediju koji prenosi energiju s jednog mjesta na drugo. Postoji mnogo različitih vrsta valova, uključujući zvučne valove, površinske valove, seizmičke valove te elektromagnetske i svjetlosne valove.
Postoje dva glavna načina na koja medij oscilira s obzirom na smjer širenja valova: poprečno i uzdužno. Evo primjera obje vrste valova i fizike koja stoji iza njih.
Poprečni valovi
Poprečno gibanje valova događa se kada točke u mediju oscilirati pod pravim kutom u smjeru putovanja vala. Ako val putuje slijeva udesno, čestice medija će vibrirati gore-dolje na mjestu.
Primjeri poprečnih valova uključuju valove na žici ili val koji stvara stadionska gužva na lopti igra (gdje se val kreće oko stadiona dok se pojedini ljudi jednostavno kreću gore-dolje u svom sjedala).
Elektromagnetski valovi ili svjetlosni valovi jesu poprečni. Kako se šire, električna i magnetska polja osciliraju okomito na smjer kretanja. Elektromagnetski valovi, za razliku od mehaničkih valova kojima je potreban medij, mogu se širiti u vakuumu prostora. Ovako Zemlja može primati sunčevu i zvjezdane svjetlosti iz milijardi svjetlosnih godina.
Sljedeći primjer poprečnog vala je membrana bubnja pri udarcu; membrana se kreće gore-dolje dok valovi putuju njezinom površinom. Kad membrana ovako vibrira, stvara zvučne valove koji se šire zrakom, koji su uzdužni, a ne poprečni.
Uzdužni valovi
Uzdužni valovi, također nazvani valovi tlaka i valovi tlaka, osciliraju paralelno sa smjerom gibanja vala. Ako val putuje slijeva udesno, pomicanje medija je također lijevo udesno, ali oscilira u mjestu komprimiranjem i istezanjem.
Kada zvuk putuje kroz medij, poput zraka, uzrokuje kompresije (područja povećane gustoće) i razrjeđenja (područja smanjene gustoće) u zraku dok putuje. Različite vrste zvukova imat će različite obrasce kompresija i rjeđih pojava.
Primjeri uzdužnih valova uključuju zvučne valove ili valove koje možete stvoriti istezanjem klizavog uz pod i guranjem ili povlačenjem duž njegove dužine. Te valove možete vidjeti i u vodi i drugim tekućinama ili na zemlji - ali ovi primjeri mogu imati i poprečne valove.
Vodeni valovi i potresi
Voda i zemlja su mediji koji doživljavaju oba poprečni i uzdužni valovi. Potresi imaju obje vrste valova, dok vodeni valovi imaju posebnu kombinaciju poprečnih i uzdužnih koji se nazivaju površinskim valovima.
U seizmologiji, proučavanju potresa, postoje dvije glavne vrste valova: p-valovi i s-valovi. P-valovi ili primarni valovi su uzdužni, gdje se zemlja komprimira i proteže u smjeru širenja valova.
S-valovi ili sekundarni valovi su poprečni, gdje se zemlja kreće gore-dolje dok val putuje. Primarni valovi brži su od sekundarnih, pa su često prvi koji se otkriju u potresu.
U vodi i drugim tekućinama valovi su složeniji. Čestice vode na površini će se kretati gore-dolje kako val prolazi - poprečno kretanje - ali one također će doživjeti kompresiju na vrhu vala i razrjeđivanje na dnu - uzdužnu pokret. Zapravo, ako slijedite jednu česticu vode na površini dok se valovi talasaju pokraj nje, zapravo ćete je vidjeti kako se kreće u krug! Oni se nazivaju površinskim valovima.
Udaljeni od površine, svi valovi u tekućini su uzdužni, jer rasute tekućine nisu dovoljno kruti mediji da bi poprečno prenijeli energiju. Krute krutine, međutim, mogu izdržati poprečne valove.
