Bangos yra trikdžių sklidimas terpėje, kuri perduoda energiją iš vienos vietos į kitą. Yra daug skirtingų bangų rūšių, įskaitant garso bangas, paviršiaus bangas, seismines bangas ir elektromagnetines bei šviesos bangas.
Yra du pagrindiniai būdai, kuriais terpė svyruoja bangų sklidimo krypties atžvilgiu: skersai ir išilgai. Čia yra abiejų bangų tipų ir už jų esančios fizikos pavyzdžiai.
Skersinės bangos
Skersinis bangos judėjimas įvyksta, kai terpėje yra taškai svyruoti stačiu kampu į bangos judėjimo kryptį. Jei banga sklinda iš kairės į dešinę, terpės dalelės vibruos aukštyn ir žemyn.
Skersinių bangų pavyzdžiai yra bangos ant stygos arba banga, kurią sukuria stadiono minia prie kamuolio žaidimas (kai banga juda aplink stadioną, o atskiri žmonės tiesiog juda aukštyn ir žemyn savo sėdynės).
Elektromagnetinės bangos arba šviesos bangos yra skersinis. Jiems plintant, elektriniai ir magnetiniai laukai svyruoja statmenai judėjimo krypčiai. Elektromagnetinės bangos, skirtingai nuo mechaninių bangų, kurioms reikalinga terpė, gali plisti erdvės vakuume. Taip Žemė gali sulaukti saulės spindulių ir žvaigždžių šviesos iš milijardų šviesos metų.
Kitas skersinės bangos pavyzdys yra būgno membrana smūgio metu; membrana juda aukštyn ir žemyn, bangoms keliaujant per jos paviršių. Kai membrana taip vibruoja, ji sukuria ore sklindančias garso bangas, kurios yra išilginės, o ne skersinės.
Išilginės bangos
Išilginės bangos, dar vadinamos slėgio bangos ir suspaudimo bangos, svyruoja lygiagrečiai bangos judėjimo krypčiai. Jei banga sklinda iš kairės į dešinę, terpės poslinkis taip pat paliekamas iš kairės į dešinę, bet svyruoja vietoje suspaudžiant ir ištempiant.
Kai garsas keliauja per terpę, pvz., Orą, keliaudamas ore jis sukelia suspaudimus (padidinto tankio regionus) ir retėjimą (sumažinto tankio regionus). Skirtingi garsų tipai turės skirtingus suspaudimo ir retėjimo efektus.
Išilginių bangų pavyzdžiai apima garso bangas arba bangas, kurias galite sukurti ištempdami slinkį išilgai grindų ir stumdami arba traukdami išilgai. Jūs taip pat galite pamatyti šias bangas vandenyje ir kituose skysčiuose ar žemėje, tačiau šie pavyzdžiai taip pat gali turėti skersines bangas.
Vandens bangos ir žemės drebėjimai
Vanduo ir žemė yra patiriančios terpės tiek skersinis ir išilginės bangos. Žemės drebėjimai turi abiejų tipų bangas, o vandens bangos turi specialų skersinių ir išilginių derinį, kurie vadinami paviršiaus bangomis.
Seismologijoje, tiriant žemės drebėjimus, yra du pagrindiniai bangų tipai: p bangos ir s bangos. P bangos arba pirminės bangos yra išilginės, kur žemė susispaudžia ir išsitempia bangų sklidimo kryptimi.
S bangos arba antrinės bangos yra skersinės, kur žemė juda aukštyn ir žemyn bangai keliaujant. Pirminės bangos yra greitesnės už antrines, todėl dažnai pirmosios aptinkamos žemės drebėjimo metu.
Vandenyje ir kituose skysčiuose bangos yra sudėtingesnės. Vandens dalelės paviršiuje judės aukštyn ir žemyn, kai banga praeina - skersinis judėjimas -, tačiau jos taip pat patirs suspaudimą bangos viršuje, o retumą - apačioje - išilgai judesio. Tiesą sakant, jei jūs sekate vieną vandens dalelę paviršiuje, kai pro ją banguoja bangos, pamatysite ją judančią ratu! Tai vadinama paviršiaus bangomis.
Toli nuo paviršiaus visos skysčio bangos yra išilginės, nes birūs skysčiai nėra pakankamai standūs terpės, kad energija būtų perduodama skersai. Tačiau birios kietosios medžiagos gali išlaikyti skersines bangas.