Vlny sú šírením poruchy v médiu, ktoré prenáša energiu z jedného miesta na druhé. Existuje veľa rôznych druhov vĺn, vrátane zvukových, povrchových, seizmických a elektromagnetických a svetelných.
Existujú dva hlavné spôsoby, ako médium osciluje vzhľadom na smer šírenia vlny: priečne a pozdĺžne. Tu sú príklady oboch typov vĺn a fyziky za nimi.
Priečne vlny
K pohybu priečnou vlnou dochádza, keď sú body v médiu kmitajte v pravom uhle do smeru pohybu vlny. Ak sa vlna pohybuje zľava doprava, častice média budú vibrovať hore a dole na danom mieste.
Príklady priečnych vĺn zahŕňajú vlny na šnúrke alebo vlny vytvorené davom štadióna pri lopte hra (kde sa vlna pohybuje okolo štadióna, zatiaľ čo jednotliví ľudia sa jednoducho pohybujú hore a dole vo svojej sedadlách).
Elektromagnetické vlny alebo svetelné vlny sú priečny. Pri ich šírení elektrické a magnetické polia kmitajú kolmo na smer pohybu. Elektromagnetické vlny sa na rozdiel od mechanických vĺn, ktoré vyžadujú médium, môžu šíriť vo vesmírnom vákuu. Takto môže Zem prijímať slnečné svetlo a svetlo hviezd z miliárd svetelných rokov ďaleko.
Ďalším príkladom priečnej vlny je membrána bubna po náraze; membrána sa pohybuje hore a dole, keď vlny cestujú po jej povrchu. Keď membrána takto vibruje, vytvára zvukové vlny, ktoré sa šíria vzduchom a ktoré sú skôr pozdĺžne ako priečne.
Pozdĺžne vlny
Pozdĺžne vlny, nazývané tiež tlakové vlny a tlakové vlny, kmitajte rovnobežne so smerom pohybu vlny. Ak sa vlna pohybuje zľava doprava, posun média je tiež zľava doprava, ale osciluje na mieste stláčaním a rozťahovaním.
Keď zvuk prechádza médiom, napríklad vzduchom, spôsobuje pri svojom pohybe stlačenie vzduchu (oblasti so zvýšenou hustotou) a zriedkavé poruchy (oblasti so zníženou hustotou). Rôzne typy zvukov budú mať rôzne vzory kompresií a zriedkavých funkcií.
Medzi príklady pozdĺžnych vĺn patria zvukové vlny alebo vlny, ktoré môžete vytvoriť roztiahnutím slinky pozdĺž podlahy a tlačením alebo ťahaním po celej dĺžke. Tieto vlny môžete vidieť aj vo vode a iných tekutinách alebo na zemi - aj tieto príklady môžu mať priečne vlny.
Vodné vlny a zemetrasenia
Voda a zem sú médiá, ktoré zažívajú oboje priečny a pozdĺžne vlny. Zemetrasenia majú oba typy vĺn, zatiaľ čo vodné vlny majú špeciálnu kombináciu priečnych a pozdĺžnych, ktoré sa nazývajú povrchové vlny.
V seizmológii, štúdiu zemetrasení, existujú dva hlavné typy vĺn: p-vlny a s-vlny. P-vlny alebo primárne vlny sú pozdĺžne, kde sa zem stláča a tiahne v smere šírenia vĺn.
S-vlny alebo sekundárne vlny sú priečne, kde sa Zem pohybuje hore a dole, keď sa vlna pohybuje. Primárne vlny sú rýchlejšie ako sekundárne vlny, a tak sú často prvé, ktoré sa dajú zistiť pri zemetrasení.
Vo vode a iných tekutinách sú vlny komplikovanejšie. Častice vody na povrchu sa budú pohybovať nahor a nadol pri prechode vlny - priečnym pohybom -, ale ony tiež zažije kompresiu na vrchole vlny a zriedenie na spodku - pozdĺžne pohyb. V skutočnosti, ak sledujete jednu vodnú časticu na povrchu, keď sa okolo nej vlnia vlny, uvidíte, že sa pohybuje v kruhu! Hovorí sa im povrchové vlny.
Ďaleko od povrchu sú všetky vlny v tekutine pozdĺžne, pretože objemové tekutiny nie sú dostatočne tuhé médiá na prenos energie priečne. Hromadné tuhé látky však môžu vydržať priečne vlny.