Vågor är en förökning av en störning i ett medium som överför energi från en plats till en annan. Det finns många olika typer av vågor, inklusive ljudvågor, ytvågor, seismiska vågor och elektromagnetiska och ljusvågor.
Det finns två huvudsakliga sätt på vilka mediet svänger i förhållande till vågutbredningsriktningen: tvärs och längsgående. Här är exempel på båda typerna av vågor och fysiken bakom dem.
Tvärgående vågor
Tvärgående vågrörelse uppstår när punkter i mediet oscillerar i rät vinkel mot vågens riktning. Om en våg rör sig från vänster till höger, vibrerar partiklarna i mediet upp och ner på plats.
Exempel på tvärgående vågor inkluderar vågor på en sträng eller den våg som skapats av en stadionmassa vid en boll spel (där vågen rör sig runt stadion medan de enskilda människorna helt enkelt rör sig upp och ner i sin säten).
Elektromagnetiska vågor, eller ljusvågor, är tvärgående. När de sprider sig oscillerar elektriska och magnetiska fält vinkelrätt mot rörelseriktningen. Elektromagnetiska vågor, till skillnad från mekaniska vågor som kräver ett medium, kan spridas i rymdens vakuum. Så här kan jorden ta emot solljus och stjärnljus från miljarder ljusår bort.
Ett annat exempel på tvärvåg är ett trummans membran när det slås; membranet rör sig upp och ner när vågor rör sig över dess yta. När membranet vibrerar så här skapar det ljudvågor som sprider sig genom luften som är längsgående snarare än tvärgående.
Längsgående vågor
Längsgående vågor, även kallade tryckvågor och kompressionsvågor, oscillerar sig parallellt med vågens rörelseriktning. Om en våg färdas från vänster till höger, flyttas mediet också från vänster till höger men svänger på plats genom komprimering och sträckning.
När ett ljud färdas genom ett medium, såsom luft, orsakar det kompressioner (regioner med ökad densitet) och sällsynta effekter (regioner med minskad densitet) i luften när det rör sig. Olika typer av ljud kommer att ha olika kompressions- och sällsynta mönster.
Exempel på längsgående vågor inkluderar ljudvågor eller vågorna du kan skapa genom att sträcka en slinky längs golvet och skjuta eller dra den längs dess längd. Du kan också se dessa vågor i vatten och andra vätskor eller jorden - men dessa exempel kan också ha tvärgående vågor.
Vattenvågor och jordbävningar
Vatten och jord är medier som upplever både tvärgående och längsgående vågor. Jordbävningar har båda typer av vågor, medan vattenvågor har en speciell kombination av tvärgående och längsgående som kallas ytvågor.
I seismologi, studien av jordbävningar, finns det två huvudtyper av vågor: p-vågor och s-vågor. P-vågor, eller primära vågor, är längsgående, där jorden komprimeras och sträcker sig i riktning mot vågutbredning.
S-vågor, eller sekundära vågor, är tvärgående, där jorden rör sig upp och ner när vågen färdas. Primära vågor är snabbare än sekundära vågor och är därför ofta de första som upptäcks i en jordbävning.
I vatten och andra vätskor är vågorna mer komplicerade. Vattenpartiklar på ytan kommer att röra sig upp och ner när en våg passerar - tvärrörelse - men de kommer också att uppleva komprimering längst upp i vågen och sällsynthet längst ner - längsgående rörelse. Faktum är att om du följer en enda vattenpartikel på ytan när vågor krusar förbi den, kommer du faktiskt att se den röra sig i en cirkel! Dessa kallas ytvågor.
Bort från ytan är alla vågor i vätska längsgående eftersom bulkvätskor inte är tillräckligt styva medier för att överföra energi tvärs. Bulkfasta ämnen kan dock upprätthålla tvärgående vågor.
