Ce sunt zonele de compresie și rarefiere în valuri?

Valurile pot lua două forme de bază: mișcare transversală sau în sus și în jos și compresie longitudinală sau materială. Undele transversale sunt ca undele oceanice sau vibrațiile dintr-un fir de pian: le puteți vedea cu ușurință mișcarea. Undele de compresie, prin comparație, sunt straturi invizibile alternante de molecule comprimate și rarefiate. Undele sonore și de șoc călătoresc în acest fel.

Valuri mecanice

Undele de compresie pot circula numai printr-un fel de mediu material, cum ar fi aerul, apa sau oțelul. Un vid nu poate transporta unde de compresie, deoarece nu are nicio substanță care să conducă energia. Dependența lor de un mediu înseamnă că acestea sunt unde mecanice, iar mediul determină viteza de mișcare. Viteza sunetului prin aer, de exemplu, este de 346 metri pe secundă. Un material dens, precum oțelul, conduce sunetul la 6.100 de metri pe secundă.

Valuri de compresie

Dacă ați putea vedea o undă de compresie care se mișcă prin aer, ați vedea o zonă de molecule comprimate în direcția de unde se deplasau unda. Moleculele devin din ce în ce mai rare după punctul maxim de compresie, până când vedeți o zonă cu cea mai mică presiune având cele mai puține molecule de aer. Aerul devine progresiv mai dens după acel punct, până când atingeți din nou o compresie maximă. Distanța dintre punctele maxime de compresie sau rarefacție este de o lungime de undă. Pe măsură ce frecvența unei unde crește, lungimea ei de undă devine mai scurtă.

instagram story viewer

Interferență

Două sau mai multe valuri, care traversează același punct într-un mediu, interferează între ele. Puteți vedea acest lucru dacă aruncați două pietre într-un iaz liniștit; undele se întind și se suprapun unele cu altele. La fel se întâmplă și cu undele de compresie. Dacă un punct de compresie întâlnește un punct rarefiat, cei doi se anulează reciproc. Dacă două puncte de compresie se întâlnesc, ele se întăresc reciproc, creând un punct având dublul presiunii.

Valuri de șoc

Un jet care se deplasează prin aer mai repede decât viteza sunetului produce un boom sonor. Pe măsură ce jetul se mișcă înainte, moleculele de aer se îngrămădesc în fața lui, ca zăpada în fața plugului. Straturile de aer comprimate și rarefiate nu se mișcă direct dintr-o sursă, așa cum obțineți cu sunetul. Unda de șoc formează un model în formă de con, cu vârful chiar în fața planului, iar undele de compresie se deplasează în spatele ei în cercuri din ce în ce mai mari.

Teachs.ru
  • Acțiune
instagram viewer