TVÆRGÅENDE BØLGE: KARAKTERISTIKA OG EKSEMPLER - FYSISK - 2025

De tværgående bølger er dem, hvor svingningen finder sted i en retning vinkelret på bølgeforplantningsretningen. I modsætning hertil er langsgående bølger bølger, hvor forskydningen gennem mediet forekommer i samme retning som bølgenes forskydning.

Det skal huskes, at bølger spreder sig gennem et medium i kraft af den vibration, de forårsager i partiklerne af nævnte medium. Så en forplantningsretning af en bølge kan være parallel eller vinkelret på den retning, i hvilken partiklerne vibrerer. Derfor sondres der mellem tværgående og langsgående bølger.

Det mest typiske eksempel på en tværgående bølge er de cirkulære bølger, der forplantes over vandets overflade, når en sten kastes. Elektromagnetiske bølger som lys er også tværgående bølger. Hvad angår elektromagnetiske bølger, er det det særlige tilfælde, at der ikke er nogen vibration af partikler, som i andre bølger.

Alligevel er det tværgående bølger, fordi de elektriske og magnetiske felter, der er forbundet med disse bølger, er vinkelret på bølgens udbredelsesretning. Andre eksempler på forskydningsbølger er bølger, der transmitteres langs en streng og S-bølger eller sekundære seismiske bølger.

egenskaber

Bølgerne, uanset om de er tværgående eller langsgående, har en række egenskaber, der bestemmer dem. Generelt er de vigtigste egenskaber ved en bølge de, der er forklaret nedenfor:

Bølgeamplitude (A)

Det defineres som afstanden mellem det fjerneste punkt i en bølge og dets ligevægtspunkt. Da det er en længde, måles det i længdenheder (normalt målt i meter).

Bølgelængde (λ)

Det defineres som afstanden (normalt målt i meter), der er rejst af en forstyrrelse i et givet tidsinterval.

Denne afstand måles for eksempel mellem to på hinanden følgende toppe (toppe er det fjerneste punkt fra ligevægtspositionen øverst på bølgen) eller også mellem to dale (det fjerneste punkt fra ligevægtspositionen ved bunden af ​​bølgen) på hinanden følgende.

Imidlertid kan du faktisk måle mellem to på hinanden følgende punkter på bølgen, der er i samme fase.

Periode (T)

Det defineres som den tid (normalt målt i sekunder), at det tager en bølge at gennemgå en komplet cyklus eller svingning. Det kan også defineres som den tid, det tager en bølge at rejse en afstand, der svarer til dens bølgelængde.

Frekvens (f)

Det defineres som antallet af svingninger, der forekommer i en tidsenhed, normalt et sekund. Når tiden måles i sekunder (er), måles således frekvensen i Hertz (Hz). Frekvensen beregnes normalt ud fra perioden ved hjælp af følgende formel:

f = 1 / T

Bølgeforplantningshastighed (v)

Det er den hastighed, hvormed bølgen (bølgenes energi) forplantes gennem et medium. Det måles normalt i meter per sekund (m / s). For eksempel kører elektromagnetiske bølger med lysets hastighed.

Forplantningshastigheden kan beregnes ud fra bølgelængde og periode eller frekvens.

V = λ / T = λ f

Eller blot at dele afstanden, som bølgen har tilbagelagt på en bestemt tid:

v = s / t

eksempler

Elektromagnetiske bølger

Elektromagnetiske bølger er det vigtigste tilfælde af forskydningsbølger. Et særligt kendetegn ved elektromagnetisk stråling er, at de i modsætning til mekaniske bølger, der kræver et medium for at udbrede sig, ikke kræver et medium for at forplantes og kan gøre det i et vakuum.

Det betyder ikke, at der ikke er elektromagnetiske bølger, der bevæger sig gennem et mekanisk (fysisk) medium. Nogle tværgående bølger er mekaniske bølger, da de kræver et fysisk medium for deres formering. Disse tværgående mekaniske bølger kaldes T-bølger eller forskydningsbølger.

Som allerede nævnt ovenfor, elektromagnetiske bølger udbreder ved lysets hastighed, hvilket i tilfælde af et vakuum er af størrelsesordenen 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Et eksempel på en elektromagnetisk bølge er synligt lys, som er elektromagnetisk stråling, hvis bølgelængder er mellem 400 og 700 nm.

Tværgående bølger i vandet

Et meget typisk og meget grafisk tilfælde af en tværgående bølge er den, der opstår, når en sten (eller en anden genstand) kastes i vandet. Når dette sker, produceres cirkulære bølger, der forplantes fra det sted, hvor stenen har ramt vandet (eller bølgefokus).

Observationen af ​​disse bølger giver os mulighed for at forstå, hvordan den vibrationsretning, der finder sted i vandet, er vinkelret på bølgens bevægelsesretning.

Dette ses bedst, hvis en bøje placeres i nærheden af ​​anslagspunktet. Bøyen rejser sig og falder lodret, når bølgefronterne ankommer, som bevæger sig vandret.

Mere kompliceret er bølgenes bevægelse i havet. Dens bevægelse involverer ikke kun undersøgelsen af ​​tværgående bølger, men også cirkulation af vandstrømme, når bølgerne passerer. Af denne grund kan den faktiske bevægelse af vand i have og hav ikke kun reduceres til en simpel harmonisk bevægelse.

Bølg på et reb

Som allerede nævnt er et andet almindeligt tilfælde af en tværgående bølge forskydningen af ​​en vibration med en streng.

For disse bølger bestemmes hastigheden, hvormed bølgen bevæger sig ned ad den strækkede streng, af spændingen i strengen og massen pr. Enhedens længde. Således beregnes bølgens hastighed ud fra følgende udtryk:

V = (T / m / L) ^1/2

I denne ligning er T strengen for strengen, m dens masse og L længden af ​​strengen.

Referencer

1. Tværgående bølge (nd). På Wikipedia. Hentet den 21. april 2018 fra es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetisk stråling (nd). På Wikipedia. Hentet den 21. april 2018 fra es.wikipedia.org.
3. Tværgående bølge (nd). På Wikipedia. Hentet den 21. april 2018 fra en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fysik og kemi. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Forståelse af fysik. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). Vibrationer og bølger (MIT introduktionsfysikserie). Nelson Thornes.