Mehāniskie un elektromagnētiskie viļņi
Mehāniskie viļņi elektromagnētiskie viļņi ir divu veidu viļņi, par kuriem runā fizikā. Mehāniskie viļņi ir viļņi, kurus izraisa mehāniskas darbības, piemēram, vibrācijas. Elektromagnētiskie viļņi ir viļņi, ko rada svārstīgi elektriski un magnētiski lauki. Šie divi viļņu veidi ir ļoti svarīgi, lai izprastu tādas jomas kā elektromagnētisms, viļņi un vibrācijas, optika, akustika un daudzi citi. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir mehāniskie viļņi un elektromagnētiskie viļņi, to definīcijas, mehānisko viļņu un elektromagnētisko viļņu pielietojums, šo divu līdzības un visbeidzot atšķirība starp mehāniskajiem viļņiem un elektromagnētiskajiem viļņiem.
Elektromagnētiskie viļņi
Elektromagnētiskos viļņus, kas plašāk pazīstami kā EM viļņi, vispirms ierosināja Džeimss Klerks Maksvels. To vēlāk apstiprināja Heinrihs Hercs, kurš veiksmīgi radīja pirmo EM vilni. Maksvels atvasināja elektrisko un magnētisko viļņu viļņu formu un veiksmīgi prognozēja šo viļņu ātrumu. Tā kā šis viļņu ātrums bija vienāds ar gaismas ātruma eksperimentālo vērtību, Maksvels arī ierosināja, ka gaisma faktiski ir EM viļņu forma.
Elektromagnētiskajiem viļņiem ir gan elektriskais lauks, gan magnētiskais lauks, kas svārstās perpendikulāri viens otram un perpendikulāri viļņu izplatīšanās virzienam. Visiem elektromagnētiskajiem viļņiem ir vienāds ātrums vakuumā. Elektromagnētiskā viļņa frekvence izšķīra tajā uzkrāto enerģiju. Vēlāk, izmantojot kvantu mehāniku, tika parādīts, ka šie viļņi faktiski ir viļņu paketes. Šīs paketes enerģija ir atkarīga no viļņa frekvences. Tas atvēra viļņu - daļiņu matērijas duālu. Tagad var redzēt, ka elektromagnētisko starojumu var uzskatīt par viļņiem un daļiņām. Objekts, kas novietots jebkurā temperatūrā virs absolūtās nulles, izstaro jebkura viļņa garuma EM viļņus. Enerģija, pie kuras izstaro maksimālo fotonu skaitu, ir atkarīga no ķermeņa temperatūras.
Mehāniskie viļņi
Mehāniskie viļņi ir viļņi, kurus rada mehāniski procesi. Tādi viļņi kā skaņas viļņi, okeāna viļņi un trieciena viļņi ir daži mehānisko viļņu piemēri. Visu mehānisko viļņu izplatībai nepieciešama barotne. Mehāniskā viļņa enerģija ir atkarīga no viļņa amplitūdas.
Mehāniskajam vilnim ir vairākas īpašības. Vissvarīgākās no šīm īpašībām ir ātrums, amplitūdas frekvence un viļņa garums. Jebkuram mehāniskam vilnim sakarība v = f λ ir patiesa; šeit v ir viļņa ātrums, f ir frekvence un λ ir viļņa garums.
Kāda ir atšķirība starp mehāniskajiem un elektromagnētiskajiem viļņiem?
• Elektromagnētiskajiem viļņiem nav nepieciešams pārvietošanās līdzeklis, turpretim mehāniskajiem viļņiem ir jābūt izplatīšanās vidē.
• Elektromagnētisko viļņu enerģija tiek kvantēta, bet mehānisko viļņu enerģija ir nepārtraukta.
• Mehānisko viļņu enerģija ir atkarīga no viļņa amplitūdas, bet elektromagnētiskā viļņa enerģija ir atkarīga tikai no frekvences.
• Elektromagnētiskie viļņi parāda daļiņām līdzīgu uzvedību, bet mehāniskie viļņi šādu uzvedību neuzrāda.
