Keresztirányú vs hosszirányú hullámok
A keresztirányú és a hosszanti hullámok a hullámterjedés két fő típusa. Ez a két fogalom rendkívül fontos, és különösen hasznos a hullámmechanikával kapcsolatos sok jelenség magyarázatában. Ebben a cikkben összehasonlítani fogjuk a keresztirányú hullámot a hosszanti hullámmal, és megvitatjuk definícióikat, hasonlóságaikat és végül különbségeiket.
Mi a keresztirányú hullám?
Hullámokban és rezgésekben a keresztirányú hullámok fogalma sarokkő. A keresztirányú hullám a hullámok két alapvető formájának egyike. A keresztirányú hullám megértéséhez elengedhetetlen a hullámmechanika megértése. A hullám az energiaátadás módszere. Amint a hullám terjed a térben, az általa hordozott energia is terjed. Ez az energia az úton lévő részecskéket rezgésre készteti. Más szavakkal, az energia a részecskék oszcillációján keresztül terjed. Keresztirányú hullámban a részecskék a hullámmozgás irányára merőlegesen oszcillálnak. Meg kell jegyeznünk, hogy a részecskék még csak kismértékben sem mozognak a terjedés irányában. Szinuszos hullám esetén a részecskék egyszerű harmonikus mozgással lengenek. Bármely hullám esetén a részecske legnagyobb elmozdulása az egyensúlyi ponttól megegyezik a hullám amplitúdójával,és arányos a hullám által hordozott energiával. Az olyan hullámok, mint a fényhullámok és más elektromágneses hullámok, keresztirányúak. A normál fényhullámok minden irányban oszlopokkal merőlegesek a terjedésre. Egy síkban polarizált sugárnak csak egy irányban vannak lengései.
Mi a hosszanti hullám?
A hosszanti hullám a másik fő hullámtípus, amely jelen van a természetben. A hullámdinamika ugyanazok az elvei vonatkoznak a hosszanti hullámokra is. Hosszirányú hullámban a részecskék oszcillációi párhuzamosak a terjedés irányával. Ez nem azt jelenti, hogy a részecskék együtt mozognak a hullámmal. A részecskék csak a térben rögzített egyensúlyi pont körül ingadoznak. Mivel a rezgések párhuzamosak a mozgással, nyomáskülönbség keletkezik. A hosszirányú hullám nyomáshullámnak is tekinthető, mivel az energiát nyomáson keresztül továbbítják. Meg kell jegyezni, hogy a keresztirányú hullámokkal ellentétben a hosszanti hullámoknak csak egy oszcillációs irányuk van. Az egyensúlyi ponttól való maximális elmozdulás megegyezik a hullám amplitúdójával, és arányos a hullám energiájával. A hanghullámok a legjobb példák a hosszanti hullámokra. A fülünk belső és külső része közötti nyomáskülönbség a hanghullám által létrehozott nyomásváltozás miatt változik. Ez a fül rekeszizmáját lengi, amit a hangérzékelő idegsejtek detektálnak.
Mi a különbség a hosszirányú és a keresztirányú hullámok között?
• A keresztirányú hullámok rezgéseket hoznak létre, amelyek normálisak a terjedési irányra, de a hosszanti hullámok olyan rezgéseket hoznak létre, amelyek párhuzamosak a hullám terjedésével.
• A keresztirányú hullámoknak sokféle irányú rezgésük van, de a hosszanti hullámoknak csak egy irányú rezgései vannak.
• A természetes óceáni hullámokat a hosszanti és keresztirányú hullámok egymásra helyezése hozza létre.
