Różnica między falami poprzecznymi i podłużnymi

Fale poprzeczne a podłużne

Fale poprzeczne i podłużne to dwa główne typy propagacji fal. Te dwie koncepcje są niezwykle ważne i są szczególnie przydatne w wyjaśnianiu wielu zjawisk związanych z mechaniką fal. W tym artykule zamierzamy porównać falę poprzeczną z falą podłużną oraz przedyskutować ich definicje, podobieństwa i wreszcie ich różnice.

Co to jest fala poprzeczna?

W przypadku fal i wibracji koncepcja fal poprzecznych jest kamieniem węgielnym. Fala poprzeczna jest jedną z dwóch podstawowych form fal. Aby zrozumieć falę poprzeczną, konieczne jest podstawowe zrozumienie mechaniki fali. Fala jest metodą przenoszenia energii. Gdy fala rozprzestrzenia się w przestrzeni, energia, którą przenosi, jest również propagowana. Energia ta powoduje, że cząsteczki w drodze oscylują. Innymi słowy, energia jest propagowana przez oscylacje cząstek. W fali poprzecznej cząstki oscylują prostopadle do kierunku ruchu fali. Należy zauważyć, że cząstki nawet nieznacznie nie poruszają się w kierunku propagacji. W przypadku fali sinusoidalnej cząstki oscylują prostym ruchem harmonicznym. Dla każdej fali największe przemieszczenie cząstki od punktu równowagi jest równe amplitudzie fali i jest proporcjonalne do energii przenoszonej przez falę. Fale takie jak fale świetlne i inne fale elektromagnetyczne są poprzeczne. Normalne fale świetlne mają drgania we wszystkich kierunkach prostopadłych do propagacji. Promień spolaryzowany płasko miałby oscylacje tylko w jednym kierunku.

Co to jest fala podłużna?

Fala podłużna jest drugim głównym rodzajem fal, które występują w naturze. Te same zasady dynamiki fal dotyczą fal podłużnych. W fali podłużnej oscylacje cząstek są równoległe do kierunku propagacji. Nie oznacza to, że cząsteczki poruszają się wraz z falą. Cząstki oscylują jedynie wokół ustalonego punktu równowagi w przestrzeni. Ponieważ oscylacje są równoległe do ruchu, powstaje różnica ciśnień. Fala podłużna może być również uważana za falę ciśnieniową, ponieważ energia jest przenoszona przez ciśnienie. Należy zauważyć, że w przeciwieństwie do fal poprzecznych, fale podłużne mają tylko jeden kierunek oscylacji. Maksymalne przesunięcie od punktu równowagi jest równe amplitudzie fali i jest proporcjonalne do energii fali. Fale dźwiękowe są najlepszym przykładem fal podłużnych. Różnica ciśnień między wnętrzem ucha a na zewnątrz zmienia się w zależności od zmian ciśnienia wywołanych falą dźwiękową. Powoduje to oscylację przepony ucha, która jest następnie wykrywana przez neurony wykrywające dźwięk.