Основи науки про хвилі
Хвилі
Що таке хвиля? Коли ми думаємо про слово 'хвиля', ми зазвичай уявляємо, як хтось рухає рукою вперед-назад, щоб привітатись, або, можливо, ми думаємо про
плойка стінки води переїзд з океану, щоб розбитися на пляжі.
У фізиці хвиля - це збурення, яке подорожує крізь космос і передає речовину
енергія з одного місця в інше. Вивчаючи хвилі, важливо пам’ятати, що вони передають енергію, а не матерію.
Хвилі в повсякденному житті Навколо нас у повсякденному житті безліч хвиль. Звук - це тип хвилі, яка рухається крізь речовину, а потім вібрує наші барабанні перетинки, щоб ми могли чути. Світло - це особливий вид хвилі, що складається з фотонів. Ви можете впустити камінь у ставок і побачити, як у воді утворюються хвилі. Ми навіть використовуємо хвилі (мікрохвилі), щоб приготувати їжу дуже швидко. | |
Типи хвиль Хвилі можна розділити на різні категорії залежно від їх характеристик. Нижче ми опишемо деякі різні терміни, які вчені використовують для опису хвиль.
Механічні хвилі та електромагнітні хвилі Усі хвилі можна віднести до категорії механічних або електромагнітних.
Механічні хвилі - це хвилі, які потребують середовища. Це означає, що вони повинні мати якусь матерію для подорожі. Ці хвилі рухаються, коли молекули в середовищі стикаються між собою, передаючи енергію. Одним із прикладів механічної хвилі є звук. Звук може рухатися по повітрю, воді або твердому тілу, але він не може рухатися через вакуум. Він потребує середовища, щоб допомогти їй подорожувати. Інші приклади включають водні хвилі, сейсмічні хвилі та хвилі, що проходять крізь джерело.
Електромагнітні хвилі - це хвилі, які можуть рухатися через вакуум (порожній простір). Їм не потрібні середовище чи матерія. Вони подорожують через електричні та магнітні поля, які генеруються зарядженими частинками. Прикладами електромагнітних хвиль є світло, мікрохвилі, радіохвилі та рентген.
Поперечні хвилі та поздовжні хвилі Інший спосіб описати хвилю - це напрямок, в якому рухається її збурення.
Поперечні хвилі являють собою хвилі, де збурення рухається перпендикулярно напрямку хвилі. Ви можете думати про хвилю, яка рухається зліва направо, тоді як хвилювання рухається вгору-вниз. Одним із прикладів поперечної хвилі є водна хвиля, де вода рухається вгору-вниз, коли хвиля проходить через океан. Інші приклади включають коливальну струну та хвилю вболівальників на стадіоні (люди рухаються вгору-вниз, поки хвиля рухається навколо стадіону).
Поздовжні хвилі являють собою хвилі, де збурення рухається в тому ж напрямку, що і хвиля. Одним з прикладів цього є хвиля, що рухається через витягнуту слизьку або пружину. Якщо стиснути одну порцію слизького і відпустити, хвиля рухатиметься зліва направо. У той же час порушення (яке є котушками пружин, що рухаються) також рухатиметься зліва направо. Ще одним класичним прикладом поздовжньої хвилі є звук. Коли звукові хвилі поширюються по середовищу, то
молекули стикаються один з одним в тому ж напрямку, в якому рухається звук.
На зображенні вище верхня хвиля поперечна
а нижня хвиля поздовжня.
Цікаві факти про хвилі - Хвилі в океані в основному генеруються вітром, що рухається по поверхні океану.
- «Середовище» - це речовина або матеріал, що несе механічну хвилю.
- Одне з найважливіших речей, про які слід пам’ятати, про хвилі - це те, що вони передають енергію, а не матерію. Це відрізняє їх від інших явищ у фізиці.
- Багато хвиль не можна побачити, наприклад мікрохвилі та радіохвилі.
- Найвища коли-небудь зафіксована океанська хвиля була 1720 футів заввишки і сталася в затоці Літуя на Алясці.