Viļņu kustība ir visur uz Zemes un Visumā. Viļņu veidi ietver skaņas viļņus, ūdens viļņus, viļņus uz virknes un elektromagnētiskos viļņus, lai nosauktu dažus.
Kas ir vilnis?
Vilnis tehniskā izteiksmē ir traucējums vidē, kas izplatās no vienas vietas uz citu, izmantojot svārstības (kustības uz priekšu un atpakaļ) šajā vidē. Vienkāršāk sakot,tā ir vibrācija, ko matērija nes laikā un telpā.
Svarīga viļņa īpašība ir tānodod enerģijubet nav nozīmes. Vilnis sākas ar enerģijas pieaugumu kaut kur vidē, piemēram, ar roku, kas spiež uz dīķa virsmas. Kad katra materiāla daļiņa saņem enerģiju no šī sākotnējā grūdiena - šajā piemērā ir ūdens molekulas -, tā ietriecas blakus esošajās daļiņās, kuras sasit nākamās un tā tālāk.
Ūdens molekulas ne visas pārkārtojās jaunās vietās dīķī; viņi tikai šūpojās viens pret otru šurpu turpu, kā cilvēki, kas plecu pie pleca stāv pūlī, varētu rikošetēt vietā pēc tam, kad viņos iekrīt kāds malā.
Viļņi ir divu veidu:
Šķērsvirziena viļņiveido viela, kas svārstās taisnā leņķī pret enerģijas kustības virzienu. Piemēram, kāds, kurš pumpē pie sienas piestiprinātas lēciena virves galu, pārvieto barotnes gabalus ( virve) vertikāli, kamēr enerģija virzās horizontāli pa virvi līdz sienai, līdz visa virve ir pārvietojas.
Gareniskie viļņiveido matērija, kas svārstās tajā pašā virzienā, kur enerģija, ko tā nes. Iepriekšējie viļņošanās piemēri baseinā vai caur pūli, kas ir traucēts vienā galā, ir gan gareniski.
Viļņu pamatīpašības
Visvienkāršākās viļņu īpašības ir viļņa garums, amplitūda, frekvence un periods.
Viensviļņa garumsir definēts kā attālums starp jebkuru viļņa punktutieši uz to pašu punktu nākamajā vilnī.Piemēram, vienu viļņa garumu var izmērīt no viļņa virsotnes vai virsotnes okeānā līdz nākamā viļņa virsotnei. Viļņa garumu apzīmē ar grieķu burtu lambda (λ) un izmanto SI garuma mērvienību metros (m).
Theamplitūdaviļņa,A, ir jebkura materiāla maksimālā pārvietojuma mērījums vidē no līdzsvara (vai atpūtas stāvokļa). Tātad sinusa līknes formas vilnim, kas iet uz augšu un uz leju ap x asi, amplitūdai irtādā pašā lielumā kā augstākā vai zemākā pozīcija. Kā pārvietojuma mērījumu amplitūdu mēra arī metros (m).
Thebiežumsno viļņa,f, ir mērījums tam, cik viļņi iet garām vai cik svārstības notiek vienā sekundē. SI frekvences vienība ir hercs (Hz). Piemēram, bērns šūpolēs svārstās turp un atpakaļ ap šūpoles atpūtas stāvokli, veicot vienu pilnīgu turp un atpakaļ braucienu ik pēc trim sekundēm. Tas nozīmē, ka viņa iziet cauriviena trešdaļa pilna viļņa (svārstības) katru sekundi, tāpēc viņas frekvence būtu 1/3 Hz.
Theperiodāno viļņa,T, ir frekvences apgrieztā vērtība; tā vietā, cik daudz viļņu sekundē, tas mēra laiku, kad rodas viens pilns vilnis vai svārstības. Tādējādi to mēra SI laika vienībā, sekundēs (s). Tam pašam bērnam šūpolēs viņas vilnis ir trīs sekundes. (Ņemiet vērā, ka trīs ir vienas trešdaļas apgrieztā vērtība.)
Viļņa ātrums
Viļņa ātrums (v) ir ātrums, kādā traucējums pārvietojas no vienas vietas uz otru. Vilnis pārvietojas ar ātrumu (metros sekundē, m / s), kas vienāds ar frekvences un viļņa garuma reizinājumu. Tāpēc viļņu vienādojums ir:
v = \ lambda f