ПОПЕРЕЧНА ХВИЛЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - ФІЗИЧНІ - 2025

Ці поперечні хвилі є ті , в яких коливання відбувається в напрямку , перпендикулярному до напрямку поширення хвиль. Навпаки, поздовжні хвилі - це хвилі, в яких переміщення через середовище відбувається в тому ж напрямку, що і переміщення хвилі.

Слід пам’ятати, що хвилі поширюються через середовище завдяки вібрації, яку вони викликають у частинках зазначеного середовища. Тож напрям поширення хвилі може бути паралельним або перпендикулярним напрямку, в якому вібрують частинки. Тому робиться розмежування поперечної та поздовжньої хвиль.

Найбільш типовий приклад поперечної хвилі - кругові хвилі, які рухаються по поверхні води при киданні каменю. Електромагнітні хвилі, як світло, також є поперечними хвилями. Що стосується електромагнітних хвиль, то саме той випадок, коли немає вібрації частинок, як в інших хвилях.

Незважаючи на це, вони є поперечними хвилями, оскільки електричні та магнітні поля, пов'язані з цими хвилями, перпендикулярні до напрямку поширення хвилі. Інші приклади зсувних хвиль - це хвилі, які передаються вздовж струни та S хвилі або вторинні сейсмічні хвилі.

характеристики

Хвилі, будь то поперечні чи поздовжні, мають ряд характеристик, що їх визначають. Загалом, найбільш важливими характеристиками хвилі є ті, які пояснюються нижче:

Амплітуда хвилі (А)

Він визначається як відстань між найдальшою точкою хвилі та точкою її рівноваги. Оскільки це довжина, вона вимірюється в одиницях довжини (зазвичай вимірюється в метрах).

Довжина хвилі (λ)

Він визначається як відстань (зазвичай вимірюється в метрах), пройдене збуренням у заданому часовому інтервалі.

Ця відстань вимірюється, наприклад, між двома послідовними піками (піки - це найдаліша точка від положення рівноваги у верхній частині хвилі), а також між двома долинами (найдальшою точкою від положення рівноваги в дно хвилі) послідовні.

Однак ви можете фактично вимірювати між будь-якими двома послідовними точками на хвилі, які знаходяться в одній фазі.

Період (T)

Визначається як час (зазвичай вимірюється в секундах), який потрібен хвилі, щоб пройти повний цикл або коливання. Його також можна визначити як час, який хвилі потрібно пройти відстань, еквівалентну її довжині хвилі.

Частота (f)

Визначається як кількість коливань, що виникають за одиницю часу, як правило, одну секунду. Таким чином, коли час вимірюється в секундах (с), частота вимірюється в герцах (Гц). Частота зазвичай обчислюється з періоду, використовуючи наступну формулу:

f = 1 / T

Швидкість поширення хвилі (v)

Це швидкість, з якою хвиля (енергія хвилі) поширюється через середовище. Зазвичай він вимірюється в метрах на секунду (м / с). Наприклад, електромагнітні хвилі рухаються зі швидкістю світла.

Швидкість поширення може бути обчислена з довжини хвилі, періоду або частоти.

V = λ / T = λ f

Або просто розділити відстань, яку пройшла хвиля за певний час:

v = s / t

Приклади

Електромагнітні хвилі

Електромагнітні хвилі - найважливіший випадок зсувних хвиль. Особливою характеристикою електромагнітного випромінювання є те, що, на відміну від механічних хвиль, яким потрібне середовище для розповсюдження, їм не потрібне середовище для розповсюдження і може робити це у вакуумі.

Це не означає, що немає електромагнітних хвиль, що рухаються через механічне (фізичне) середовище. Деякі поперечні хвилі - це механічні хвилі, оскільки для їх розповсюдження потрібна фізична середовище. Ці поперечні механічні хвилі називаються Т-хвилями або зсувними хвилями.

Крім того, як уже було сказано вище, електромагнітні хвилі поширюються зі швидкістю світла, яка у випадку вакууму порядку 3 ∙ 10 ⁸ м / с.

Прикладом електромагнітної хвилі є видиме світло, що є електромагнітним випромінюванням, довжина хвилі якого становить від 400 до 700 нм.

Поперечні хвилі у воді

Дуже типовим і дуже графічним випадком поперечної хвилі є той, який виникає, коли камінь (або будь-який інший предмет) кидається у воду. Коли це відбувається, утворюються кругові хвилі, які поширюються з того місця, де камінь потрапив у воду (або фокус хвилі).

Спостереження за цими хвилями дозволяє оцінити, наскільки напрямок вібрації, що відбувається у воді, перпендикулярний напрямку руху хвилі.

Це найкраще видно, якщо буй розміщений поблизу точки удару. Буй піднімається і падає вертикально по мірі надходження хвильових фронтів, які рухаються горизонтально.

Складнішим є рух хвиль в океані. Її рух передбачає не тільки вивчення поперечних хвиль, а й циркуляцію водних течій при проходженні хвиль. З цієї причини фактичний рух води в морях і океанах не може бути зведений лише до простого гармонічного руху.

Хвиля на мотузці

Як вже було сказано, ще одним поширеним випадком поперечної хвилі є зміщення вібрації струною.

Для цих хвиль швидкість, з якою хвиля рухається вниз по натягнутій струні, визначається натягом у струні та масою на одиницю довжини струни. Таким чином, швидкість хвилі обчислюється з наступного виразу:

V = (Т / м / л) ^1/2

У цьому рівнянні T - натяг струни, m її маса, L - довжина струни.

Список літератури

1. Поперечна хвиля (nd). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
2. Електромагнітне випромінювання (nd). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з es.wikipedia.org.
3. Поперечна хвиля (nd). У Вікіпедії. Отримано 21 квітня 2018 року з en.wikipedia.org.
4. Фідальго Санчес, Хосе Антоніо (2005). Фізика та хімія. Еверест
5. Девід К. Кассіді, Джеральд Джеймс Холтон, Флойд Джеймс Резерфорд (2002). Розуміння фізики. Birkhäuser.
6. Французька, AP (1971). Вібрації та хвилі (вступний фізичний ряд MIT). Нельсон Торнес.