Vad är områden för komprimering och sällsynthet i vågor?

Vågor kan ha två grundläggande former: tvärgående, upp-och-ned-rörelse och längsgående eller materialkompression. Tvärgående vågor är som havsvågor eller vibrationer i en pianotråd: du kan enkelt se deras rörelse. Kompressionsvågor, som jämförelse, är osynliga alternerande lager av komprimerade och sällsynta molekyler. Ljud- och chockvågor färdas på detta sätt.

Kompressionsvågor kan bara färdas genom något slags material, såsom luft, vatten eller stål. Ett vakuum kan inte bära kompressionsvågor, eftersom det inte har något ämne som leder energin. Deras beroende av ett medium betyder att dessa är mekaniska vågor, och mediet bestämmer deras rörelseshastighet. Ljudets hastighet genom luft är till exempel 346 meter per sekund. Ett tätt material som stål leder ljud vid 6 100 meter per sekund.

Om du kunde se en kompressionsvåg röra sig genom luften skulle du se ett område av molekyler komprimerat i den riktning från vilken vågen färdades. Molekylerna blir mer och mer sällsynta efter den maximala kompressionspunkten tills du ser ett område med lägsta tryck som har minst luftmolekyler. Luften blir gradvis tätare efter den punkten tills du når maximal kompression igen. Avståndet mellan maximal kompression eller sällsynthet är en våglängd. När frekvensen för en våg går upp blir dess våglängd kortare.

Två eller flera vågor, som korsar samma punkt i ett medium, stör varandra. Du kan se detta om du släpper två stenar i en still damm; krusningar sprids ut och överlappar varandra. Detsamma händer med kompressionsvågor. Om en komprimeringspunkt möter en sällsynt punkt, avbryter de två varandra. Om två kompressionspunkter möts förstärker de varandra och skapar en punkt med dubbelt så stort tryck.

En stråle som rör sig snabbare än luftens hastighet ger en ljudbom. När strålen rör sig fram, staplas luftmolekyler framför den, som snö framför plogen. De komprimerade och sällsynta luftskikten rör sig inte rakt ut från en källa, som du får med ljud. Chockvågen bildar ett konformat mönster med spetsen precis före planet och kompressionsvågor rör sig ut bakom det i allt större cirklar.