De langsgående bølger de manifesterer seg i materielle medier der partiklene svinger seg parallelt med retningen bølgen beveger seg i. som det fremgår av de følgende bildene. Dette er dens særegne trekk.
Lydbølger, visse bølger som dukker opp under et jordskjelv og de som oppstår i en glatt eller vår når den får en liten impuls i samme retning av aksen, er gode eksempler på denne typen bølger.
Lyd produseres når et objekt (for eksempel figurens innstillingsgaffel, et musikkinstrument eller ganske enkelt stemmebåndene) vibreres i et medium som er i stand til å overføre forstyrrelsen gjennom vibrasjonene i molekylene. Luft er et passende medium, men også væsker og faste stoffer.
Forstyrrelsen endrer gjentatte ganger trykket og tettheten til mediet. På denne måten produserer bølgen kompresjoner og utvidelser (sjeldne fraksjoner) i molekylene i mediet, ettersom energien beveger seg med en viss hastighet. v.
Disse endringene i trykk oppfattes av øret gjennom vibrasjoner i trommehinnen, som nervenettverket er ansvarlig for å transformere til små elektriske strømmer. Når den når hjernen, tolker den dem som lyder.
I en langsgående bølge kalles mønsteret som gjentas kontinuerlig syklus, og varigheten er periode bølge. Det er også amplitude, som er maksimal intensitet og som måles i henhold til størrelsen tatt som referanse, i tilfelle lyd kan det være trykkvariasjonen i mediet.
En annen viktig parameter er bølgelengde: avstanden mellom to påfølgende kompresjoner eller utvidelser, se figur 1. I det internasjonale systemet måles bølgelengden i meter. Endelig er det din hastighet (i meter / sekund for det internasjonale systemet), som indikerer hvor raskt energien forplantes.
Artikkelindeks
I en vannkropp produseres bølger av flere årsaker (trykkendringer, vind, gravitasjonsinteraksjoner med andre stjerner). På denne måten kan marine bølger klassifiseres i:
- Vindbølger
- Tidevann
- Tsunamier
Beskrivelsen av disse bølgene er ganske kompleks. Generelt, i dype farvann beveger bølgene seg i lengderetningen, og produserer periodiske kompresjoner og utvidelser av mediet, som beskrevet i begynnelsen..
Imidlertid er det på overflaten av havet litt annerledes, siden det såkalte overflatebølger, som kombinerer langsgående bølge- og skjærbølgeegenskaper. Derfor skiller bølgene som beveger seg i dypet av vannmiljøet seg sterkt fra de som beveger seg overfladisk..
En tømmerstokk som flyter på havoverflaten har en slags frem- og tilbakegående eller roterende bevegelse. Når bølgene bryter på kysten, er det de langsgående komponentene i bølgen som dominerer, og når stokken reagerer på bevegelsen til vannmolekylene som omgir den, blir den også observert komme og gå på overflaten..
Faktorene som bestemmer bølgetypen som produseres er: dybden på vannet og bølgelengden på havbølgen. Hvis vanndypet på et gitt punkt kalles d, og bølgelengden er λ, bølgene går fra å være langsgående til overfladiske når:
d < λ/to
På overflaten får vannmolekylene rotasjonsbevegelser som de mister når dybden øker. Friksjonen av vannmassen med bunnen fører til at disse banene blir elliptiske, som vist i figur 2.
På strendene er vannet nær kysten mer urolig fordi der bølgene brytes, vannpartiklene bremses ned i bunnen, og dette fører til at mer vann akkumuleres på åsene. På dypere farvann oppfattes det imidlertid som dønningen mykner.
Når d >> λ/to du har havbølger u korte bølger, sirkulære eller elliptiske baner reduseres i størrelse og langsgående bølger dominerer. Hva om d << λ/to bølgene er fra overflatevann eller lange bølger.
Både langsgående og tverrgående bølger faller i kategorien mekaniske bølger, som krever et materielt medium for forplantning.
Det største skillet som ble gjort mellom de to ble nevnt i begynnelsen: i tverrbølger beveger mediumets partikler seg vinkelrett på forplantningsretningen til bølgen, mens de i langsgående bølger svinger i samme retning fulgt av forstyrrelsen. Men det er mer særegne trekk:
- I en tverrbølge skiller man ut kamper og daler, som i de langsgående tilsvarer kompresjon og utvidelser.
- En annen forskjell er at langsgående bølger ikke er polariserte fordi retningen til hastigheten på bølgen er den samme som bevegelsen til de oscillerende partiklene..
- Tverrgående bølger kan forplante seg i hvilket som helst medium og til og med i vakuum, som elektromagnetiske bølger. På den annen side, inne i væsker, uten stivhet, har partiklene ingen andre muligheter enn å gli forbi hverandre og bevege seg slik forstyrrelsen gjør, det vil si langsgående..
Som en konsekvens er bølgene som har sin opprinnelse i midten av de oceaniske og atmosfæriske massene langsgående, siden tverrgående bølger krever medier med tilstrekkelig stivhet for å tillate de karakteristiske vinkelrette bevegelsene..
- Langsgående bølger forårsaker trykk- og tetthetsvariasjoner i mediet som de forplantes gjennom. På den annen side påvirker ikke tverrbølgene mediet på denne måten.
De har de samme delene til felles: periode, amplitude, frekvens, sykluser, fase og hastighet. Alle bølger gjennomgår refleksjon, refraksjon, diffraksjon, interferens og dopplereffekten og bærer energi gjennom mediet..
Selv om toppene og dalene er særegne for en tverrbølge, er kompresjonene i den langsgående bølgen analoge med toppene og utvidelsene til dalene, på en slik måte at begge bølgene tillater den samme matematiske beskrivelsen av sinus- eller sinusbølgen..
Lydbølger er de mest typiske langsgående bølgene og er blant de mest studerte, siden de er grunnlaget for kommunikasjon og musikalsk uttrykk, grunner til deres betydning i folks liv. I tillegg har lydbølger viktige anvendelser innen medisin, både i diagnose og behandling..
Ultralydsteknikken er velkjent for å skaffe medisinske bilder, så vel som for behandling av nyrestein, blant andre applikasjoner. Ultralyd genereres av en piezoelektrisk krystall som er i stand til å skape en langsgående trykkbølge når et elektrisk felt påføres den (den produserer også en strøm når det påføres trykk).
For å virkelig se hvordan en langsgående bølge ser ut, ikke noe bedre enn spiralfjærer eller slinkys. Ved å gi en liten impuls til våren, er det umiddelbart å observere hvordan kompresjonene og utvidelsene vekselvis forplanter seg i hele svingen..
Langsgående bølger er også en del av seismiske bevegelser. Jordskjelv består av forskjellige typer bølger, blant dem er P bølger eller primærvalg og S bølger eller sekundær. Førstnevnte er langsgående, mens i sistnevnte vibrerer partiklene i mediet i retning på tvers av bølgenes forskyvning..
I jordskjelv produseres både langsgående bølger (primære P-bølger) og tverrbølger (sekundære S-bølger) og andre typer, slik som Rayleigh-bølger og kjærlighetsbølger, overfladiske.
Faktisk er langsgående bølger de eneste som er kjent for å reise gjennom sentrum av jorden. Siden disse bare beveger seg i flytende eller gassformede medier, tror forskere at jordens kjerne hovedsakelig består av smeltet jern..
P-bølger og S-bølger produsert under et jordskjelv beveger seg med forskjellige hastigheter på jorden, så ankomsttidene til seismografiske stasjoner er forskjellige (se figur 3). Takket være dette er det mulig å bestemme avstanden til episentret av jordskjelvet, ved triangulering, ved hjelp av data fra tre eller flere stasjoner..
Anta vP = 8 km / s er hastigheten til P-bølgene, mens S-bølgenes hastighet er vS = 5 km / s. P-bølgene kommer to minutter før de første bølgene S. Hvordan beregner man avstanden fra episenteret?
La D være avstanden mellom episenteret og den seismologiske stasjonen. Med de oppgitte dataene kan du finne reisetiden tP og duS av hver bølge:
vP = D / tP
vS = D / tS
Forskjellen er Δt = tS - tP:
Δt = D / vS - D / vP = D (1 / vS - 1 / vP)
Løsning for verdien av D:
D = Δt / (1 / vS - 1 / vP) = (Δt. VP. vC ) / (vP - vC)
Å vite at 2 minutter = 120 sekunder og erstatte resten av verdiene:
D = 120 s. (8 km / s. 5 km / s) / (8 - 5 km / s) = 1600 km.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.