Starpība starp šķērsvirziena un garenvirziena viļņiem

Šķērsvirziena vs garenvirziena viļņi

Šķērsvirziena un garenvirziena viļņi ir divi galvenie viļņu izplatīšanās veidi. Šie divi jēdzieni ir ārkārtīgi svarīgi, un tie ir īpaši noderīgi, izskaidrojot daudzas parādības, kas saistītas ar viļņu mehāniku. Šajā rakstā mēs salīdzināsim šķērsvirzienu ar garenvirzienu un apspriedīsim to definīcijas, līdzības un visbeidzot atšķirības.

Kas ir šķērsvirziens?

Viļņos un vibrācijās šķērsviļņu jēdziens ir stūrakmens. Šķērsvirziens ir viena no divām viļņu pamatformām. Lai saprastu šķērsviļņu, ir nepieciešama būtiska viļņu mehānikas izpratne. Vilnis ir enerģijas pārneses metode. Tā kā vilnis izplatās caur telpu, tiek izplatīta arī enerģija, ko tā nes. Šī enerģija liek ceļā esošajām daļiņām svārstīties. Citiem vārdiem sakot, enerģija tiek izplatīta caur daļiņu svārstībām. Šķērsvirzienā viļņi svārstās perpendikulāri viļņu kustības virzienam. Jāatzīmē, ka daļiņas pat nedaudz nevirzās izplatīšanās virzienā. Sinusoidālam vilnim daļiņas svārstās vienkāršā harmoniskā kustībā. Jebkuram vilnim lielākais daļiņu pārvietojums no līdzsvara punkta ir vienāds ar viļņa amplitūdu un ir proporcionāls viļņa pārnestajai enerģijai. Viļņi, piemēram, gaismas viļņi un citi elektromagnētiski viļņi, ir šķērseniski. Normālajiem gaismas viļņiem ir svārstības katrā virzienā perpendikulāri izplatībai. Plaknei polarizētam starojumam būtu svārstības tikai vienā virzienā.

Kas ir gareniskais vilnis?

Gareniskais vilnis ir otrs galvenais dabā sastopamo viļņu tips. Tie paši viļņu dinamikas principi attiecas uz garenvirzieniem. Garenvirzienā daļiņu svārstības ir paralēlas izplatīšanās virzienam. Tas nenozīmē, ka daļiņas pārvietojas ar vilni. Daļiņas svārstās tikai par fiksētu līdzsvara punktu telpā. Tā kā svārstības ir paralēlas kustībai, rodas spiediena starpība. Garenvirziena vilni var uzskatīt arī par spiediena vilni, jo enerģija tiek pārnesta caur spiedienu. Jāatzīmē, ka atšķirībā no šķērsviļņiem garenvirziena viļņiem ir tikai viens svārstību virziens. Maksimālais pārvietojums no līdzsvara punkta ir vienāds ar viļņa amplitūdu, un tas ir proporcionāls viļņa enerģijai. Skaņas viļņi ir labākais garenisko viļņu piemērs. Spiediena starpība starp mūsu auss iekšpusi un ārpusi mainās spiediena izmaiņu dēļ, ko rada skaņas vilnis. Tas izraisa auss diafragmas svārstīšanos, ko pēc tam nosaka skaņu uztverošie neironi.