Хвильовий рух є скрізь на Землі та у Всесвіті. Типи хвиль включають звукові хвилі, водні хвилі, хвилі на струні та електромагнітні хвилі, щоб назвати декілька.
Що таке хвиля?
Технічно кажучи, хвиля - це порушення в середовищі, яке поширюється з одного місця в інше за допомогою коливань (руху вперед і назад) у цьому середовищі. Простіше кажучи,це вібрація, яку матерія переносить у часі та просторі.
Важливою характеристикою хвилі є те, що вонапередає енергіюале не матерія. Хвиля починається з виграшу енергії десь у середовищі, наприклад, рукою, що штовхає поверхню водойми. Оскільки кожна частинка матеріалу отримує енергію від цього початкового поштовху - у цьому прикладі молекули води - вона натрапляє на частинки, що знаходяться поруч, які натикаються на наступні тощо.
Не всі молекули води переставлялися на нові місця у ставку; вони лише штовхалися вперед-назад один проти одного, як люди, що стоять плечем до плеча в натовпі, можуть рикошетувати на місці, коли хтось на краю падає в них.
Хвилі бувають двох типів:
Поперечні хвиліутворені речовиною, яка коливається під прямим кутом до напрямку руху енергії. Наприклад, хтось, що накачує кінець стрижневої мотузки, закріплений на стіні, рухає шматочками середовища ( мотузка) вертикально, в той час як енергія рухається горизонтально вздовж мотузки до стіни, поки не буде вся мотузка переїзд.
Поздовжні хвиліутворюються речовиною, яка коливається в тому ж напрямку, що і енергія, яку вона несе. Попередні приклади брижі в басейні або через натовп, який був порушений на одному кінці, є поздовжніми.
Основні властивості хвиль
Найбільш основними властивостями хвилі є довжина хвилі, амплітуда, частота та період.
Одиндовжина хвилівизначається як відстань між будь-якою точкою хвилідо точно тієї ж точки на наступній хвилі.Наприклад, одну довжину хвилі можна виміряти від гребеня або вершини хвилі в океані до гребеня наступної хвилі. Довжина хвилі позначається малою грецькою літерою лямбда (λ) і використовує одиницю довжини СІ, метри (м).
амплітудахвилі,A, є мірою максимального витіснення будь-якої речовини в середовищі з рівноваги (або положення спокою). Отже, для кривої у формі синусоїди, яка рухається вгору-вниз навколо осі х, амплітуда маєтієї ж величини, що і найвища або найнижча позиція. Як міру переміщення амплітуду також вимірюють у метрах (м).
частотахвилі,f, є мірою того, скільки хвиль проходить повз, або скільки коливань відбувається за одну секунду. Одиницею частоти СІ є герц (Гц). Наприклад, дитина на гойдалках коливається вперед-назад навколо положення відпочинку гойдалки, здійснюючи одну повну поїздку вперед-назад кожні три секунди. Це означає, що вона проходитьодна третина повної хвилі (коливання) щосекунди, тож її частота становила б 1/3 Гц.
періодхвилі,Т, є оберненою до частоти; замість того, скільки хвиль в секунду, він вимірює час, коли має відбутися одна повна хвиля або коливання. Таким чином, він вимірюється в одиниці часу СІ, секунд (с). Для тієї ж дитини на гойдалках її період хвилі становить три секунди. (Зверніть увагу, що три є оберненим до однієї третини.)
Швидкість хвилі
Швидкість хвилі (v) - це швидкість, з якою збурення рухається з одного місця в інше. Хвиля рухається зі швидкістю (у метрах за секунду, м / с), що дорівнює добутку частоти та довжини хвилі. Отже, хвильове рівняння:
v = \ лямбда f