ขวางกับ คลื่นตามยาว: อะไรคือความแตกต่าง? (พร้อมตัวอย่าง)

คลื่นเป็นการแพร่กระจายของสิ่งรบกวนในตัวกลางที่ส่งพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง คลื่นมีหลายประเภท ได้แก่ คลื่นเสียง คลื่นพื้นผิว คลื่นไหวสะเทือน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และคลื่นแสง

มีสองวิธีหลักที่ตัวกลางสั่นตามทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น: ตามขวางและตามยาว ต่อไปนี้คือตัวอย่างคลื่นทั้งสองประเภทและฟิสิกส์เบื้องหลัง

คลื่นขวาง

การเคลื่อนที่ของคลื่นตามขวางเกิดขึ้นเมื่อจุดในตัวกลาง แกว่งเป็นมุมฉาก ไปในทิศทางของการเดินทางของคลื่น หากคลื่นเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา อนุภาคของตัวกลางจะสั่นขึ้นและลงในตำแหน่ง

ตัวอย่างของคลื่นตามขวาง ได้แก่ คลื่นบนเชือก หรือคลื่นที่สร้างโดยฝูงชนในสนามกีฬาที่ลูกบอล เกม (ที่คลื่นเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ สเตเดียมในขณะที่แต่ละคนก็เลื่อนขึ้นและลงในของพวกเขา ที่นั่ง)

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสงคือ ตามขวาง. ขณะที่มันแพร่กระจาย สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะสั่นในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจากคลื่นกลที่ต้องใช้ตัวกลาง สามารถแพร่กระจายในสุญญากาศของอวกาศ นี่คือวิธีที่โลกสามารถรับแสงแดดและแสงดาวจากระยะหลายพันล้านปีแสงได้

ตัวอย่างคลื่นตามขวางอีกตัวอย่างหนึ่งคือเมมเบรนของดรัมเมื่อกระแทก เมมเบรนเคลื่อนที่ขึ้นและลงเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านพื้นผิว เมื่อเมมเบรนสั่นสะเทือนเช่นนี้ จะทำให้เกิดคลื่นเสียงที่แพร่กระจายในอากาศซึ่งมีลักษณะเป็นแนวยาวมากกว่าแนวขวาง

คลื่นตามยาว

คลื่นตามยาวเรียกอีกอย่างว่า คลื่นความดันและคลื่นอัดแกว่งไปแกว่งมาขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ถ้าคลื่นเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา การกระจัดของตัวกลางก็จะเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาด้วย แต่จะแกว่งเข้าที่โดยการบีบอัดและยืดออก

เมื่อเสียงเดินทางผ่านตัวกลาง เช่น อากาศ มันทำให้เกิดการกดทับ (บริเวณที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น) และการเกิดแรกลับ (บริเวณที่มีความหนาแน่นลดลง) ในอากาศขณะเดินทาง เสียงประเภทต่างๆ จะมีรูปแบบการกดและการคัดแยกที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างของคลื่นตามยาว ได้แก่ คลื่นเสียง หรือคลื่นที่คุณสามารถสร้างได้โดยการยืดตัวลื่นไถลไปตามพื้นแล้วผลักหรือดึงไปตามความยาวของคลื่น คุณยังสามารถเห็นคลื่นเหล่านี้ในน้ำและของเหลวอื่นๆ หรือบนพื้นโลก – แต่ตัวอย่างเหล่านี้สามารถมีคลื่นตามขวางได้เช่นกัน

คลื่นน้ำและแผ่นดินไหว

น้ำและดินเป็นตัวกลางที่สัมผัสได้ ทั้งสอง ตามขวาง และ คลื่นตามยาว แผ่นดินไหวมีคลื่นทั้งสองแบบ ในขณะที่คลื่นน้ำมีคลื่นผสมตามขวางและตามยาวเป็นพิเศษ ซึ่งเรียกว่าคลื่นผิวดิน

ในคลื่นไหวสะเทือน การศึกษาแผ่นดินไหว มีคลื่นสองประเภทหลัก: p-wave และ s-waves คลื่น P หรือคลื่นปฐมภูมิเป็นคลื่นตามยาว โดยที่โลกบีบอัดและยืดออกในทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น

คลื่น S หรือคลื่นทุติยภูมิเป็นแนวขวาง โดยที่โลกเคลื่อนขึ้นและลงในขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ คลื่นปฐมภูมิเร็วกว่าคลื่นทุติยภูมิและมักเป็นคลื่นแรกที่ตรวจพบในแผ่นดินไหว

ในน้ำและของเหลวอื่นๆ คลื่นจะซับซ้อนกว่า อนุภาคน้ำบนพื้นผิวจะเคลื่อนขึ้นและลงเมื่อคลื่นผ่าน – การเคลื่อนที่ตามขวาง – แต่พวกมัน จะพบการกดทับที่ด้านบนของคลื่นและการเกิดหายากที่ด้านล่าง - ตามยาว การเคลื่อนไหว อันที่จริง หากคุณติดตามอนุภาคน้ำเพียงชิ้นเดียวบนพื้นผิวขณะที่คลื่นพัดผ่าน คุณจะเห็นว่ามันเคลื่อนที่เป็นวงกลมจริงๆ! สิ่งเหล่านี้เรียกว่าคลื่นพื้นผิว

ห่างจากพื้นผิวคลื่นทั้งหมดในของไหลมีความยาวเนื่องจากของไหลจำนวนมากไม่แข็งตัวพอที่จะส่งพลังงานตามขวาง อย่างไรก็ตาม ของแข็งจำนวนมากสามารถรักษาคลื่นตามขวางได้

  • แบ่งปัน
instagram viewer