Mechanické vs. elektromagnetické vlny
Mechanické vlny a elektromagnetické vlny sú dva typy vĺn diskutované vo fyzike. Mechanické vlny sú vlny, ktoré sú spôsobené mechanickými činnosťami, ako sú vibrácie. Elektromagnetické vlny sú vlny vznikajúce kmitaním elektrických a magnetických polí. Tieto dva typy vĺn sú veľmi dôležité pre pochopenie odborov, akými sú elektromagnetizmus, vlny a vibrácie, optika, akustika a mnohé ďalšie. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú mechanické vlny a elektromagnetické vlny, ich definície, aplikácie mechanických vĺn a elektromagnetických vĺn, podobnosti medzi týmito dvoma a nakoniec rozdiel medzi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami.
Elektromagnetické vlny
Elektromagnetické vlny, všeobecnejšie známe ako EM vlny, prvýkrát navrhol James Clerk Maxwell. Neskôr to potvrdil Heinrich Hertz, ktorý úspešne vyrobil prvú EM vlnu. Maxwell odvodil tvar vlny pre elektrické a magnetické vlny a úspešne predpovedal rýchlosť týchto vĺn. Keďže táto rýchlosť vlny sa rovnala experimentálnej hodnote rýchlosti svetla, Maxwell tiež navrhol, že svetlo je v skutočnosti formou EM vĺn.
Elektromagnetické vlny majú elektrické aj magnetické pole, ktoré osciluje navzájom kolmo a kolmo na smer šírenia vĺn. Všetky elektromagnetické vlny majú vo vákuu rovnakú rýchlosť. Frekvencia elektromagnetickej vlny rozhodovala o energii v nej uloženej. Neskôr sa pomocou kvantovej mechaniky ukázalo, že tieto vlny sú v skutočnosti balíčky vĺn. Energia tohto paketu závisí od frekvencie vlny. Tým sa otvorilo pole vlnovo-časticovej duality hmoty. Teraz je možné vidieť, že elektromagnetické žiarenie možno považovať za vlny a častice. Objekt umiestnený pri akejkoľvek teplote nad absolútnou nulou bude vyžarovať EM vlny každej vlnovej dĺžky. Energia, pri ktorej je emitovaný maximálny počet fotónov, závisí od teploty telesa.
Mechanické vlny
Mechanické vlny sú vlny, ktoré vznikajú mechanickými procesmi. Vlny, ako sú zvukové vlny, oceánske vlny a rázové vlny, sú niektoré príklady mechanických vĺn. Všetky mechanické vlny vyžadujú na šírenie médium. Energia mechanickej vlny závisí od amplitúdy vlny.
Mechanická vlna má niekoľko vlastností. Najdôležitejšie z týchto vlastností sú rýchlosť, amplitúdová frekvencia a vlnová dĺžka. Pre akúkoľvek mechanickú vlnu platí vzťah v=f λ; tu, v je rýchlosť vlny, f je frekvencia a λ je vlnová dĺžka.
Aký je rozdiel medzi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami?
• Elektromagnetické vlny nevyžadujú na svoj pohyb žiadne médium, zatiaľ čo mechanické vlny musia mať médium na šírenie.
• Energia elektromagnetických vĺn je kvantovaná, ale energia mechanických vĺn je spojitá.
• Energia mechanických vĺn závisí od amplitúdy vlny, ale energia elektromagnetickej vlny závisí len od frekvencie.
• Elektromagnetické vlny vykazujú správanie podobné časticiam, ale mechanické vlny takéto správanie nevykazujú.
