30
За да разберете какво представлява вълната, е добре да изучите нейните свойства. Те дават информация за вида на вълната и обясняват поведението на вълните
Свойствата на вълните помагат да се разбере какво е вълна
Вълните се създават от вибрации, които се разпространяват, или когато материята се смущава от друга среда. Те могат да се разгръщат мирно по водната повърхност или да опустошават цели региони като земетресения – в зависимост от това колко енергия пренасят. Вълните обаче могат да бъдат предсказани, като се познават техните свойства.
- Съществуват редица параметри, които описват скоростта и интензивността на вълните. Те включват гребена на вълната, дъното на вълната, амплитудата, дължината на вълната, разликата в пътя, честотата, възможното фазово изместване и фазовата скорост.
- Вълните се изобразяват графично като синусоидални криви. За да направите това, представете си диаграма с координати X и Y. X описва хоризонталната ос, а Y – вертикалната ос. При това представяне вълната се разширява между точките +1 и -1, образувайки познатата ни змиевидна картина.
- В този пример всяка вълна започва от нулевата точка на оста x и се придвижва до +1. След това се връща до 0 и пада до -1, преди да се върне в нулевата точка. Точката, в която вълната достига +1, се нарича гребен на вълната. Най-ниското продължение на вълната, т.е. -1, е коритото на вълната. Разстоянието, изминато от вълната между +1 и оста x или -1 и оста x, е амплитудата. Разстоянието между началната и крайната точка на вълната се нарича дължина на вълната
- Ако диаграмата показва повече от една вълнова крива, дължината на вълната измерва и разстоянието между два вълнови гребена или две вълнови дъна. При това представяне има повече от една крива, които се наричат осцилации. В този модел оста x се превръща в ос t. Тя показва времето, за което вълната извършва колко осцилации, и по този начин определя честотата.
- Скоростта, с която се разпространява една вълна, се нарича фазова скорост. В зависимост от честотата тя се различава в зависимост от изминатото разстояние и необходимото време. Колкото по-голяма е амплитудата на една вълна, толкова по-голямо разстояние трябва да измине тя. Вълните с малки амплитуди се движат много по-бързо
- Разстоянието между две еднакви точки, които се намират на различни вълни, е разликата в походката. Това става от значение, когато няколко вълни се появяват леко изместени една спрямо друга. Това изместване може да се разбира като фазова разлика, тъй като разликата между двете фазови колебания се изчислява като разлика
Типове вълни и тяхното значение
Всички вълни имат тези основни свойства. Въпреки това вълните се различават една от друга по поведението си при трептене. Напречните вълни се разпространяват в пространството и трептят вертикално. Те се наричат още напречни вълни. В същото време надлъжните вълни се развиват по посока на разпространението и трептят в същата посока като вълната.
- Примери за напречни вълни са електромагнитните вълни. Те се срещат във видимата светлина, рентгеновите лъчи и микровълните. На графиката такава вълна би се разширила надясно. Посоката на трептенето ѝ би била под прав ъгъл, т.е. напречна на посоката на разпространение. Вълната може да се разпознае по големите отклонения между гребена и дъното. Водните вълни също спадат към тази категория.
- Подължителните вълни са звукови вълни. Те се създават при компресия на въздуха. Когато източникът на звук издава звук, молекулите на въздуха се движат напред и назад по посока на разпространението на звука. Това води до предаване на звука. Това характеризира и надлъжните вибрации. Речта се предава чрез надлъжни вълни, както и звуците от високоговорителите. Те са от значение при акустичното инженерство и ултразвуковите изследвания.
- Познаването на свойствата на вълните е особено важно при изследването на земетресенията. Положението на епицентъра може да се определи чрез анализ на записаните първични и вторични вълни. Първичните вълни са надлъжни вълни, които могат да се разпространяват в скалите, водата и в течната вътрешност на Земята. За разлика от тях вторичните вълни са напречни вълни, които се развиват само в твърди тела. Ето защо при изследването на земетресенията опростеното правило е: където няма S-вълни, там няма течни области в земната вътрешност.
