Τι είναι το κύμα;

Τα κύματα είναι διαταραχές που κινούνται στο διάστημα, μεταφέρουν, αποκλειστικά, ενέργεια από το ένα σημείο στο άλλο, χωρίς μεταφορά υλικού. υπάρχουν κύματα της φύσης Μηχανική, ηλεκτρομαγνητικός και βαρυτική. Όσον αφορά τη διάδοσή τους, μπορούμε να ταξινομήσουμε τρεις τύπους κυμάτων: κύματα μονοδιάστατο, δισδιάστατο και τρισδιάστατο. Όσον αφορά την κατεύθυνση της διαταραχής, χωρίζονται σε κυματιστάεγκάρσια και γεωγραφικού μήκους.

ολοκλήρωση παραγγελίας: φύση ενός κύματος

Ιδιότητες κυμάτων

Ανεξάρτητα από τη φύση, τη μορφή διάδοσης ή διαταραχής, όλα τα κύματα έχουν τις ίδιες ιδιότητες: συχνότητα, μήκοςσεκύμα, εύρος, ταχύτητα και πορεία χρόνου. Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα κύμα και τα στοιχεία του. Παρακολουθώ:

Σε αυτό το σχήμα, είναι δυνατόν να παρατηρηθούν ορισμένα σημαντικά στοιχεία των κυμάτων.

• Μήκος κύματος

Το μήκος κύματος αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο λ και είναι ισοδύναμο με τον χώρο που ταξιδεύουν τα κύματα μέχρι να συνειδητοποιήσουν μια πλήρη ταλάντευση. Το μήκος κύματος ορίζεται επίσης ως

απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλάδων, δύο διαδοχικές κορυφές ή τρεις συνεχόμενους κόμβους. Οι κόμβοι είναι θέσεις στη μέση που παραμένουν σε ηρεμία κατά τη διάδοση των κυμάτων. Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), το μήκος κύματος είναι μια ποσότητα που ορίζεται σε μέτρα (m).

• Συχνότητα

Η συχνότητα κύματος δίνεται από το αριθμός ταλαντώσεων που εκτελεί κάθε δευτερόλεπτο. Στο Διεθνές Σύστημα, αυτό το μέγεθος μετράται σε μικρό^-1 (αντίστροφο του δευτερολέπτου), το οποίο ισοδυναμεί με χέρτζ (Ηζ). Για παράδειγμα: ένα κύμα 20 Ηζ εκτελεί είκοσι πλήρεις κινήσεις κάθε δευτερόλεπτο.

• Χρόνος πορείας

Η περίοδος ενός κύματος είναι η χρονικό διάστημα που παίρνει για να εκτελέσει έναςταλάντωσηπλήρης. Στο SI, αυτό το μέγεθος μετράται σε δευτερόλεπτα (μικρό). Επιπλέον, οι ιδιότητες πορεία χρόνου και συχνότητα μπορεί να σχετίζεται με την ακόλουθη έκφραση:

Υπότιτλος:
Τ = έμμηνα)
φά = συχνότητα (Hz ή s^-1)

• ταχύτητα διάδοσης

Ο ταχύτητα κύματοςΕξαρτάται του αρκετά όπου απλώνεται. Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, μετράται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (Κυρία). Επιπλέον, αυτή η ποσότητα έχει μαθηματική σχέση με τη συχνότητα (ή την περίοδο) και τις ποσότητες μήκους κύματος:

Υπότιτλος:
β = ταχύτητα διάδοσης κυμάτων (m / s)
λ = μήκος κύματος (m)
φά = συχνότητα (Hz ή s^-1)

• Εύρος

Το πλάτος του κύματος σχετίζεται με αυτό ένταση. Για παράδειγμα, όταν αυξάνεται η ένταση του ήχου, παράγονται ηχητικά κύματα με μεγάλα πλάτη. Το πλάτος μετριέται ως η απόσταση από τη θέση ισορροπίας έως το ύψος μιας κορυφογραμμής ή κοιλάδας. Ανάπαράδειγμα: όταν μια σταγόνα νερού πέφτει στην επιφάνεια μιας λίμνης, σχηματίζεται ένα μικρό κύμα. Τα σημεία αυτού του κύματος είναι στο ίδιο ύψος με την υπόλοιπη λίμνη θέσειςσεισορροπία, επίσης λέγεται εμείς.

Κοίταεπίσης: περιοδικά κύματα

Διάδοση κυμάτων

Τα κύματα μπορούν να εξαπλωθούν στο τρεις κατευθύνσεις από το διάστημα, ωστόσο, ορισμένα κύματα μπορούν να ταξιδέψουν σε μικρότερο αριθμό διαστάσεων, όπως μονοδιάστατα κύματα και δισδιάστατα κύματα. Ο αριθμός των κατευθύνσεων στις οποίες διαδίδεται ένα κύμα μπορεί να προσδιοριστεί από τη γεωμετρία του μέσου στο οποίο βρίσκεται και από το πόλωση του κύματος (σε περιπτώσεις όπου είναι πολώσιμο).

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

• Μονοδιάστατα κύματα: είναι διαταραχές που διαδίδονται μόνο σε μία κατεύθυνση στο διάστημα. Παράδειγμα: κύματα που σχηματίζονται από ελατήριο πιεσμένο προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.

• δισδιάστατα κύματα: κύματα που διαδίδονται σε επιφάνειες, επομένως, ταξιδεύουν ταυτόχρονα σε δύο κατευθύνσεις του χώρου. Παράδειγμα: ένα κύμα που σχηματίζεται στην επιφάνεια της λίμνης ως αποτέλεσμα της διαταραχής που δημιουργείται από έναν βράχο που πέφτει πάνω της.

• τρισδιάστατα κύματα: είναι κύματα που κινούνται ταυτόχρονα σε τρεις κατευθύνσεις του χώρου, σε σφαιρικά σχήματα και ομόκεντρα στην πηγή τους, δηλαδή όταν και τα δύο προέρχονται από την ίδια θέση. Παράδειγμα: Ηχητικά κύματα που αφήνουν ένα ηχείο, φως που διαδίδεται από μια αναμμένη λάμπα.

Δείτε επίσης: Ταξινόμηση κυμάτων

Διατάραξη

Σύμφωνα με τη σχέση μεταξύ της κατεύθυνσης της διαταραχής που προκαλεί ένα κύμα και της κατεύθυνσης που θα διαδώσει αυτό το κύμα, είναι δυνατόν να ταξινομηθούν τα κύματα ως γεωγραφικού μήκους ή εγκάρσια.

• διαμήκη κύματα: κύματα που διαδίδονται προς την ίδια κατεύθυνση με τη διαταραχή που τα δημιούργησε. Παράδειγμα: ο ήχος είναι ένα κύμα γεωγραφικού μήκους παράγεται από τη συμπίεση και τη σπάνια μόρια σε ένα μέσο όπως ο αέρας, περιοχές όπου πυκνότητα από τον αέρα μένει μεγαλύτερος και μικρότερος, αντίστοιχα. Κοιτάξτε το παρακάτω σχήμα:

• Εγκάρσια κύματα: κύματα που διαδίδονται προς κατεύθυνση κάθετα προς την κατεύθυνση της διαταραχής που τα δημιούργησε. Παράδειγμα: ένα κύμα που παράγεται σε μια συμβολοσειρά που περιστρέφεται ή ένα φως παράγεται από ταλαντούμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία Κοίτα την εικόνα:

φύση κυμάτων

τα κύματα μπορούν να έχουν τη φύση Μηχανική, ηλεκτρομαγνητικός ή βαρυτική.

• Μηχανικά κύματα: Αυτά τα κύματα δεν διαδίδονται σε κενό, είναι διαταραχές που μπορούν να εξαπλωθούν μόνο σε κάποιο μέσο γεμάτο με ύλη, όπως νερό, αέρα, μέταλλα και ούτω καθεξής. Παραδείγματα: ήχοι και σεισμοί.

Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται μέσω του αέρα μέσω των κραδασμών ενός πιρουνιού συντονισμού.

Κοίταεπίσης: Ηχητικά κύματα

• κυματιστάηλεκτρομαγνητικός: είναι κύματα που δεν χρειάζονται μέσο για διάδοση. Σχηματίζονται από την ταλάντωση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Παράδειγμα: φως, υπέρυθρες, υπεριώδεις.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται από ταλαντούμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.

• κυματιστάβαρυτική: η ύπαρξή του προτάθηκε εδώ και πολύ καιρό από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, ωστόσο, επιβεβαιώθηκε μόνο το 2016, με τη σύγκρουση δύο μαύρες τρύπες μακρινός. Αυτός ο τύπος κύματος προκαλεί παραμορφώσεις στο χωροχρόνο.

Τα δυαδικά συστήματα, όπως το σχήμα, μπορούν να ταλαντευθούν γύρω από το κέντρο μάζας τους σε υψηλές ταχύτητες, παράγοντας βαρυτικά κύματα.

Κοίταεπίσης: βαρυτικά κύματα

Από τον Rafael Hellerbrock
Αποφοίτησε στη Φυσική 

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

HELERBROCK, Ραφαέλ. "Τι είναι ένα κύμα;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.