Bølger er en forplantning av en forstyrrelse i et medium som overfører energi fra ett sted til et annet. Det er mange forskjellige typer bølger, inkludert lydbølger, overflatebølger, seismiske bølger og elektromagnetiske og lysbølger.
Det er to hovedmåter som mediet svinger i forhold til bølgeforplantningsretningen: på tvers og i lengderetningen. Her er eksempler på begge typer bølger og fysikken bak dem.
Tverrgående bølger
Tverrgående bølgebevegelse oppstår når det peker i mediet sving i rette vinkler til retning av bølgen. Hvis en bølge beveger seg fra venstre til høyre, vil partiklene i mediet vibrere opp og ned på plass.
Eksempler på tverrbølger inkluderer bølger på en streng, eller bølgen skapt av en stadionmengde ved en ball spill (hvor bølgen beveger seg rundt stadion mens de enkelte mennesker bare beveger seg opp og ned i sitt seter).
Elektromagnetiske bølger, eller lysbølger, er tverrgående. Når de forplanter seg, svinger elektriske og magnetiske felt vinkelrett på bevegelsesretningen. Elektromagnetiske bølger, i motsetning til mekaniske bølger som krever et medium, kan forplante seg i vakuumet i rommet. Slik kan Jorden motta sollys og stjernelys fra milliarder lysår unna.
Et annet tverrbølgeeksempel er en trommes membran når den treffes; membranen beveger seg opp og ned når bølger beveger seg over overflaten. Når membranen vibrerer slik, skaper den lydbølger som forplanter seg gjennom luften, som er langsgående snarere enn tverrgående.
Langsgående bølger
Langsgående bølger, også kalt trykkbølger og kompresjonsbølger, oscillerer seg parallelt med retningen til bølgen. Hvis en bølge beveger seg fra venstre til høyre, blir også forskyvningen av mediet fra venstre til høyre, men pendler på plass ved komprimering og strekking.
Når en lyd beveger seg gjennom et medium, for eksempel luft, forårsaker det kompresjon (regioner med økt tetthet) og sjeldne mangler (regioner med redusert tetthet) i luften når den beveger seg. Ulike typer lyder vil ha forskjellige mønstre for komprimering og sjeldenhet.
Eksempler på langsgående bølger inkluderer lydbølger, eller bølgene du kan lage ved å strekke en glatt langs gulvet og skyve eller trekke den i lengden. Du kan også se disse bølgene i vann og andre væsker eller jorden - men disse eksemplene kan også ha tverrbølger.
Vannbølger og jordskjelv
Vann og jord er medier som opplever både tverrgående og langsgående bølger. Jordskjelv har begge typer bølger, mens vannbølger har en spesiell kombinasjon av tverrgående og langsgående som kalles overflatebølger.
I seismologi, studiet av jordskjelv, er det to hovedtyper av bølger: p-bølger og s-bølger. P-bølger, eller primære bølger, er langsgående, der jorden komprimerer og strekker seg i retning av bølgeutbredelse.
S-bølger, eller sekundære bølger, er tverrgående, der jorden beveger seg opp og ned når bølgen beveger seg. Primære bølger er raskere enn sekundære bølger, og det er ofte de første som blir oppdaget i et jordskjelv.
I vann og andre væsker er bølger mer kompliserte. Vannpartikler på overflaten vil bevege seg opp og ned når en bølge passerer - tverrbevegelse - men de vil også oppleve kompresjon på toppen av bølgen og sjeldenhet i bunnen - langsgående bevegelse. Faktisk, hvis du følger en enkelt vannpartikkel på overflaten når bølgene kruser forbi den, vil du faktisk se den bevege seg i en sirkel! Disse kalles overflatebølger.
Vekk fra overflaten er alle bølger i væske i lengderetningen, siden bulkvæsker ikke er stive nok medier til å overføre energi på tvers. Bulkfaststoffer kan imidlertid opprettholde tverrbølger.
