Priečne verzus pozdĺžne vlny
Priečne vlny a pozdĺžne vlny sú dva hlavné typy šírenia vĺn. Tieto dva pojmy sú mimoriadne dôležité a sú obzvlášť užitočné pri vysvetľovaní mnohých javov súvisiacich s vlnovou mechanikou. V tomto článku porovnáme priečnu vlnu s pozdĺžnou vlnou a rozoberieme ich definície, podobnosti a nakoniec ich rozdiely.
Čo je priečna vlna?
Vo vlnách a vibráciách je koncept priečnych vĺn základným kameňom. Priečna vlna je jednou z dvoch základných foriem vĺn. Na pochopenie priečnej vlny je potrebné základné pochopenie mechaniky vĺn. Vlna je spôsob prenosu energie. Keď sa vlna šíri priestorom, šíri sa aj energia, ktorú nesie. Táto energia spôsobuje, že častice na ceste oscilujú. Inými slovami, energia sa šíri osciláciou častíc. Pri priečnej vlne častice oscilujú kolmo na smer pohybu vlny. Je potrebné poznamenať, že častice sa v smere šírenia nepohybujú ani trochu. Pre sínusovú vlnu častice kmitajú jednoduchým harmonickým pohybom. Pre akúkoľvek vlnu sa najväčšie posunutie častice z bodu rovnováhy rovná amplitúde vlny a je úmerné energii prenášanej vlnou. Vlny ako svetelné vlny a iné elektromagnetické vlny sú priečne. Normálne svetelné vlny majú oscilácie v každom smere kolmom na šírenie. Rovinne polarizovaný lúč by mal oscilácie iba v jednom smere.
Čo je to pozdĺžna vlna?
Pozdĺžne vlny sú ďalším hlavným typom vĺn, ktoré sa vyskytujú v prírode. Rovnaké princípy dynamiky vĺn platia aj pre pozdĺžne vlny. V pozdĺžnej vlne sú kmity častíc rovnobežné so smerom šírenia. To neznamená, že častice sa pohybujú s vlnou. Častice oscilujú iba okolo pevného rovnovážneho bodu v priestore. Pretože oscilácie sú paralelné s pohybom, vzniká tlakový rozdiel. Pozdĺžna vlna môže byť tiež považovaná za tlakovú vlnu, pretože energia sa prenáša prostredníctvom tlaku. Je potrebné poznamenať, že na rozdiel od priečnych vĺn majú pozdĺžne vlny iba jeden smer oscilácie. Maximálne posunutie z bodu rovnováhy sa rovná amplitúde vlny a je úmerné energii vlny. Zvukové vlny sú najlepším príkladom pozdĺžnych vĺn. Tlakový rozdiel medzi vnútrom nášho ucha a vonkajškom sa mení v dôsledku kolísania tlaku vytváraného zvukovou vlnou. To spôsobí, že membrána ucha osciluje, čo potom detegujú neuróny snímajúce zvuk.
Aký je rozdiel medzi pozdĺžnymi vlnami a priečnymi vlnami?
• Priečne vlny vytvárajú oscilácie, ktoré sú normálne k smeru šírenia, ale pozdĺžne vlny vytvárajú oscilácie, ktoré sú paralelné so šírením vlny.
• Priečne vlny oscilujú v mnohých rôznych smeroch, ale pozdĺžne vlny oscilujú iba v jednom smere.
• Prirodzené oceánske vlny vznikajú superpozíciou pozdĺžnych a priečnych vĺn.
