Šķērsvirziena vs garenvirziena viļņi
Šķērsvirziena viļņi un gareniskie viļņi ir divi galvenie viļņu izplatīšanās veidi. Šie divi jēdzieni ir ārkārtīgi svarīgi un ir īpaši noderīgi, lai izskaidrotu daudzas parādības, kas saistītas ar viļņu mehāniku. Šajā rakstā mēs salīdzināsim šķērsvirziena vilni ar garenisko vilni un apspriedīsim to definīcijas, līdzības un visbeidzot atšķirības.
Kas ir šķērsvilnis?
Viļņos un vibrācijās šķērsvirziena viļņu jēdziens ir stūra akmens. Šķērsvirziena vilnis ir viena no divām viļņu pamatformām. Lai saprastu šķērsvirziena vilni, ir nepieciešama būtiska viļņu mehānikas izpratne. Vilnis ir enerģijas nodošanas metode. Vilnim izplatoties telpā, tiek izplatīta arī tā nesamā enerģija. Šī enerģija liek daļiņām ceļā svārstīties. Citiem vārdiem sakot, enerģija tiek izplatīta caur daļiņu svārstībām. Šķērsvirziena viļņā daļiņas svārstās perpendikulāri viļņu kustības virzienam. Jāatzīmē, ka daļiņas pat nedaudz nepārvietojas izplatīšanās virzienā. Sinusoidālajam vilnim daļiņas svārstās vienkāršā harmoniskā kustībā. Jebkuram vilnim daļiņas lielākais pārvietojums no līdzsvara punkta ir vienāds ar viļņa amplitūdu,un tas ir proporcionāls viļņa nesamajai enerģijai. Tādi viļņi kā gaismas viļņi un citi elektromagnētiskie viļņi ir šķērsvirzienā. Normāliem gaismas viļņiem ir svārstības katrā virzienā, kas ir perpendikulāri izplatībai. Plaknes polarizētajā starā svārstības būtu tikai vienā virzienā.
Kas ir gareniskais vilnis?
Garengriezuma viļņi ir otrs galvenais dabā sastopamais viļņu veids. Tie paši viļņu dinamikas principi attiecas uz gareniskajiem viļņiem. Gareniskajā viļņā daļiņu svārstības ir paralēlas izplatīšanās virzienam. Tas nenozīmē, ka daļiņas pārvietojas ar viļņu. Daļiņas svārstās tikai ap fiksētu līdzsvara punktu telpā. Tā kā svārstības ir paralēlas kustībai, rodas spiediena starpība. Garenvirziena vilni var uzskatīt arī par spiediena vilni, jo enerģija tiek pārnesta caur spiedienu. Jāatzīmē, ka atšķirībā no šķērseniskajiem viļņiem gareniskajiem viļņiem ir tikai viens svārstību virziens. Maksimālais pārvietojums no līdzsvara punkta ir vienāds ar viļņa amplitūdu, un tas ir proporcionāls viļņa enerģijai. Skaņas viļņi ir labākais garenisko viļņu piemērs. Spiediena starpība starp auss iekšpusi un ārpusi mainās skaņas viļņa radīto spiediena izmaiņu dēļ. Tas izraisa auss diafragmas svārstības, ko pēc tam nosaka skaņu uztverošie neironi.
Kāda ir atšķirība starp gareniskajiem un šķērsvirziena viļņiem?
• Šķērsvirziena viļņi rada svārstības, kas ir normālas izplatīšanās virzienam, bet gareniskie viļņi rada svārstības, kas ir paralēlas viļņa izplatībai.
• Šķērsvirziena viļņiem ir svārstības daudzos un dažādos virzienos, bet gareniskajiem viļņiem svārstības ir tikai vienā virzienā.
• Dabiskos okeāna viļņus rada garenisko un šķērsvirziena viļņu superpozīcija.
