PŘÍČNÁ VLNA: VLASTNOSTI A PŘÍKLADY - FYZICKÝ - 2025

Tyto příčné vlny, jsou ty, ve kterých se vyskytuje kmitání ve směru kolmém ke směru šíření vln. Naproti tomu podélné vlny jsou vlny, ve kterých k posunu médiem dochází ve stejném směru jako posun vlny.

Je třeba si uvědomit, že vlny se šíří skrz médium díky vibracím, které způsobují v částicích uvedeného média. Směr šíření vlny tak může být rovnoběžný nebo kolmý ke směru, ve kterém částice vibrují. Proto se rozlišuje mezi příčnými a podélnými vlnami.

Nejtypičtějším příkladem příčné vlny jsou kruhové vlny, které se šíří po hladině vody, když se hodí kámen. Elektromagnetické vlny jako světlo jsou také příčné vlny. Pokud jde o elektromagnetické vlny, je to zvláštní případ, že nedochází k vibracím částic jako v jiných vlnách.

Přesto jsou to příčné vlny, protože elektrická a magnetická pole spojená s těmito vlnami jsou kolmá ke směru šíření vlny. Dalšími příklady střihových vln jsou vlny, které jsou přenášeny podél řetězce a vlny S nebo sekundární seismické vlny.

vlastnosti

Vlny, ať jsou příčné nebo podélné, mají řadu charakteristik, které je určují. Obecně jsou nejdůležitější vlastnosti vlny ty, které jsou vysvětleny níže:

Vlnová amplituda (A)

Je definována jako vzdálenost mezi nejvzdálenějším bodem vlny a jejím rovnovážným bodem. Protože se jedná o délku, měří se v jednotkách délky (obvykle se měří v metrech).

Vlnová délka (λ)

Je definována jako vzdálenost (obvykle měřená v metrech) ujetá poruchou v daném časovém intervalu.

Tato vzdálenost se měří například mezi dvěma po sobě jdoucími píky (píky jsou nejvzdálenějším bodem z rovnovážné polohy v horní části vlny), nebo také mezi dvěma údolími (nejvzdálenějším bodem z rovnovážné polohy v dolní části vlny) za sebou.

Ve skutečnosti však můžete měřit mezi dvěma po sobě jdoucími body na vlně, které jsou ve stejné fázi.

Období (T)

Je definována jako čas (obvykle měřený v sekundách), který trvá vlně, aby prošel úplným cyklem nebo oscilací. Lze ji také definovat jako čas, který vlna potřebuje k tomu, aby urazila vzdálenost odpovídající její vlnové délce.

Frekvence (f)

Je definován jako počet kmitů, které se vyskytují za jednotku času, obvykle jednu sekundu. Když se tedy měří čas v sekundách (s), frekvence se měří v Hertzech (Hz). Frekvence se obvykle vypočítává z období pomocí následujícího vzorce:

f = 1 / T

Rychlost šíření vln (v)

Je to rychlost, při které se vlna (energie vlny) šíří médiem. Obvykle se měří v metrech za sekundu (m / s). Například elektromagnetické vlny se pohybují rychlostí světla.

Propagační rychlost lze vypočítat z vlnové délky a periody nebo frekvence.

V = X / T = X f

Nebo jednoduše vydělte vzdálenost ujetou vlnou v určitém čase:

v = s / t

Příklady

Elektromagnetické vlny

Elektromagnetické vlny jsou nejdůležitějším případem smykových vln. Zvláštní charakteristika elektromagnetického záření je, že na rozdíl od mechanických vln, které vyžadují médium k šíření skrz, nevyžadují médium k šíření a mohou tak činit ve vakuu.

To neznamená, že neexistují žádné elektromagnetické vlny procházející mechanickým (fyzickým) médiem. Některé příčné vlny jsou mechanické vlny, protože pro své šíření vyžadují fyzické médium. Tyto příčné mechanické vlny se nazývají T vlny nebo smykové vlny.

Kromě toho, jak již bylo uvedeno výše, elektromagnetické vlny šíří rychlostí světla, který je v případě, že vakuum je řádově 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Příkladem elektromagnetické vlny je viditelné světlo, což je elektromagnetické záření, jehož vlnové délky jsou mezi 400 a 700 nm.

Příčné vlny ve vodě

Velmi typický a velmi grafický případ příčné vlny je ten, ke kterému dochází, když je do vody vržen kámen (nebo jakýkoli jiný předmět). Když k tomu dojde, vznikají kruhové vlny, které se šíří z místa, kde kámen zasáhl vodu (nebo ohnisko vlny).

Pozorování těchto vln nám umožňuje ocenit, jak je směr vibrací ve vodě kolmý na směr pohybu vlny.

To je nejlépe vidět, pokud je bóje umístěna blízko bodu nárazu. Bóje se zvedá a klesá svisle, jak se vlnové čelní plochy dostávají, které se pohybují vodorovně.

Složitější je pohyb vln v oceánu. Jeho pohyb zahrnuje nejen studium příčných vln, ale také cirkulaci vodních proudů, když vlny procházejí. Z tohoto důvodu nelze skutečný pohyb vody v mořích a oceánech omezit pouze na jednoduchý harmonický pohyb.

Vlna na laně

Jak již bylo zmíněno, dalším běžným případem příčné vlny je přemístění vibrací strunou.

U těchto vln je rychlost, kterou vlna putuje napnutým řetězcem, určena napětím v řetězci a hmotností na jednotku délky řetězce. Rychlost vlny se tedy počítá z následujícího výrazu:

V = (T / m / L) ^1/2

V této rovnici T je napětí řetězce, m jeho hmotnost a L délka řetězce.

Reference

1. Příčná vlna (nd). Na Wikipedii. Citováno z 21. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetické záření (nd). Na Wikipedii. Citováno z 21. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
3. Příčná vlna (nd). Na Wikipedii. Citováno z 21. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fyzika a chemie. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Pochopení fyziky. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). Vibrace a vlny (úvodní fyzikální řada MIT). Nelson Thornes.