Čo sú oblasti kompresie a zriedkavosti vo vlnách?

Vlny môžu mať dve základné formy: priečny pohyb alebo pohyb hore a dole a pozdĺžne alebo stlačenie materiálu. Priečne vlny sú ako vlny oceánu alebo vibrácie v klavírnom drôte: ľahko vidíte ich pohyb. Kompresné vlny sú na porovnanie neviditeľné striedajúce sa vrstvy stlačených a zriedených molekúl. Takto cestujú zvukové a rázové vlny.

Mechanické vlny

Kompresné vlny môžu prechádzať iba cez akési materiálové médium, ako je vzduch, voda alebo oceľ. Vákuum nemôže niesť kompresné vlny, pretože nemá látku na vedenie energie. Ich závislosť na médiu znamená, že ide o mechanické vlny, a médium určuje ich rýchlosť pohybu. Rýchlosť zvuku vzduchom je napríklad 346 metrov za sekundu. Hustý materiál, ako napríklad oceľ, vedie zvuk rýchlosťou 6 100 metrov za sekundu.

Kompresné vlny

Keby ste videli, ako sa tlaková vlna pohybuje vzduchom, videli by ste oblasť molekúl stlačenú v smere, z ktorého sa vlna pohybovala. Molekuly sa stávajú čoraz vzácnejšími po maximálnom kompresnom bode, až kým neuvidíte oblasť s najnižším tlakom s najmenším počtom molekúl vzduchu. Po tomto bode je vzduch postupne hustejší, až kým znova nedosiahnete maximálnu kompresiu. Vzdialenosť medzi bodmi maximálnej kompresie alebo zriedenia je jedna vlnová dĺžka. S rastúcou frekvenciou vlny sa jej vlnová dĺžka skracuje.

Rušenie

Dve alebo viac vĺn, ktoré prechádzajú cez ten istý bod média, sa navzájom rušia. Môžete to vidieť, ak spadnete dva kamene do nehybného jazierka; vlnky sa rozprestierajú a navzájom sa prekrývajú. To isté sa deje s kompresnými vlnami. Ak sa kompresný bod stretne so zriedeným bodom, obidva sa navzájom zrušia. Ak sa stretnú dva kompresné body, navzájom sa zosilnia a vytvoria bod s dvojnásobným tlakom.

Šokové vlny

Tryska pohybujúca sa vzduchom rýchlejšie ako rýchlosť zvuku vytvára zvukový boom. Keď sa prúd pohybuje dopredu, molekuly vzduchu sa hromadia pred ním, ako sneh pred pluhom. Stlačené a zriedené vrstvy vzduchu sa nepohybujú priamo zo zdroja, ako to pri zvuku vychádza. Rázová vlna vytvára kužeľovitý vzor s hrotom tesne pred rovinou a tlakové vlny sa za ňou pohybujú v čoraz väčších kruhoch.

  • Zdieľam
instagram viewer