Golfbewegingen zijn overal op aarde en in het heelal. Soorten golven zijn onder meer geluidsgolven, watergolven, golven aan een touwtje en elektromagnetische golven, om er maar een paar te noemen.
Wat is een golf?
Een golf is in technische termen een verstoring in een medium die zich van de ene plaats naar de andere voortplant via oscillaties (heen en weer bewegingen) in dat medium. Eenvoudiger gezegd,het is een trilling die door de materie door tijd en ruimte wordt gedragen.
Een belangrijk kenmerk van een golf is dat hetdraagt energie overmaar maakt niet uit. Een golf begint met een energiewinst ergens in een medium, zoals een hand die op het oppervlak van een vijver drukt. Omdat elk deeltje van een materiaal energie ontvangt van die eerste duw - in dit voorbeeld de watermoleculen - botst het tegen de deeltjes ernaast, die tegen de volgende botsen, enzovoort.
De watermoleculen herschikten niet allemaal naar nieuwe plaatsen in de vijver; ze duwden alleen heen en weer tegen elkaar zoals mensen die schouder aan schouder in een menigte staan, op hun plaats kunnen terugkaatsen nadat iemand aan de rand in hen valt.
Golven zijn er in twee soorten:
transversale golvenworden gevormd door materie die loodrecht op de richting van de beweging van de energie oscilleert. Iemand die bijvoorbeeld het uiteinde van een aan een muur bevestigd springtouw pompt, verplaatst de stukken van het medium (de touw) verticaal terwijl de energie horizontaal langs het touw naar de muur gaat, totdat het hele touw is in beweging.
Longitudinale golvenworden gevormd door materie die in dezelfde richting oscilleert als de energie die het draagt. De eerdere voorbeelden van rimpelingen in een poel, of door een menigte die aan één kant is verstoord, zijn beide longitudinaal.
Basiseigenschappen van golven
De meest elementaire golfeigenschappen zijn golflengte, amplitude, frequentie en periode.
eengolflengtewordt gedefinieerd als de afstand tussen elk punt op een golfnaar exact hetzelfde punt op de volgende golf.Een golflengte kan bijvoorbeeld worden gemeten vanaf de top of top van een golf in de oceaan tot de top van de volgende golf. Golflengte wordt aangegeven met de kleine Griekse letter lambda (λ) en gebruikt de SI-eenheid van lengte, meter (m).
Deamplitudevan de golf,EEN, is een maat voor de maximale verplaatsing van alle materie in het medium vanuit zijn evenwicht (of rustpositie). Dus voor een sinusvormige golf die op en neer gaat rond de x-as, heeft de amplitude dedezelfde grootte als de hoogste of laagste positie. Als maat voor verplaatsing wordt de amplitude ook gemeten in meters (m).
Defrequentievan een golf,f, is een maat voor hoeveel golven er passeren, of hoeveel trillingen er in één seconde plaatsvinden. De SI-eenheid van frequentie is hertz (Hz). Een kind op een schommel schommelt bijvoorbeeld heen en weer rond de rustpositie van de schommel, en maakt elke drie seconden een volledige heen-en-weer-reis. Dat betekent dat ze doorgaateen derde van een volledige golf (oscillatie) elke seconde, dus haar frequentie zou 1/3 Hz zijn.
Deperiodevan een golf,T, is het omgekeerde van de frequentie; in plaats van het aantal golven per seconde, meet het de tijd voordat één volledige golf of oscillatie optreedt. Het wordt dus gemeten in de SI-eenheid van tijd, seconden (s). Voor hetzelfde kind op de schommel is haar zwaaiperiode drie seconden. (Merk op dat drie het omgekeerde is van een derde.)
Snelheid van een golf
Golfsnelheid (v) is de snelheid waarmee een storing zich van de ene locatie naar de andere verplaatst. Een golf reist met een snelheid (in meter per seconde, m/s) gelijk aan het product van frequentie en golflengte. De golfvergelijking is daarom:
v=\lambda f