Progresivni val proti stacionarnemu valu
Valovi so zelo pomemben pojav, ki se pojavlja v resničnem življenju. Preučevanje valov in vibracij sega daleč v preteklost. Koncepti stacionarnih valov in progresivnih valov se obravnavajo na številnih področjih fizike in kemije. O njih razpravljajo mehanika, akustika, radarska tehnologija, komunikacijska tehnologija, kvantna mehanika in celo glasba. Bistvenega pomena je pravilno razumevanje progresivnih valov in stacionarnih valov, da bi se izkazali na teh področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj so stacionarni valovi in progresivni valovi, njihove definicije, podobnosti med stacionarnimi valovi in progresivnimi valovi, kako nastanejo progresivni in stacionarni valovi, njihovi uporabi in na koncu razlika med stacionarnimi valovi in progresivnimi valovi..
Progresivni valovi
Mehansko valovanje povzroči kakršna koli turbulenca v mediju. Preprosti primeri mehanskih valov so zvok, potresi, oceanski valovi. Valovanje je način širjenja energije. Energija, ki nastane v turbulenci, se širi z valovi. Sinusno valovanje je valovanje, ki niha po enačbi y=A sin (ωt – kx). Ko se valovanje širi skozi prostor, se širi tudi energija, ki jo prenaša. Ta energija povzroči, da delci na poti nihajo. Lahko si ga razlagamo tudi obratno, saj se energija širi z nihanjem delcev. Obstajata dve vrsti progresivnih valov; in sicer vzdolžni valovi in prečni valovi. Pri longitudinalnem valu so nihanja delcev vzporedna s smerjo širjenja. To ne pomeni, da se delci premikajo z valom. Delci le nihajo okoli fiksne ravnovesne točke v prostoru. Pri transverzalnih valovih se nihanje delcev dogaja pravokotno na smer širjenja. Zvočno valovanje sestavlja samo vzdolžno valovanje, valovanje na struni je prečno. Oceanski valovi so kombinacija prečnih in vzdolžnih valov.
Stacionarni valovi
Stacionarni valovi, ki jih imenujemo tudi stoječi valovi, nastanejo zaradi prestrezanja dveh enakih valov, ki potujeta v nasprotnih smereh. Dva enaka sinusna vala, ki potujeta v smereh +x in –x, lahko predstavimo z y1=A sin (ωt – kx) in y2=A sin (ωt + kx) oz. Seštevek teh dveh enačb daje superpozicijo obeh valov. Zato y1+y2=y=A [sin (ωt – kx) + sin (ωt + kx)]. S poenostavitvijo te enačbe dobimo Y=2A sin (ωt) cos (kx). Za dano vrednost x postane enačba Y=B sin (ωt), preprosto harmonično nihanje.
Kakšna je razlika med progresivnimi in stacionarnimi valovi?
• Progresivni valovi prenašajo neto količino energije skozi pot valovanja. Stacionarni val ne prenaša neto energije skozi pot.
• Za ustvarjanje stacionarnega vala sta potrebna dva enaka širijoča se vala.
• Amplituda stacionarnega vala se z razdaljo spreminja, vendar za dano točko amplituda ostane nespremenljiva. Amplituda vsake točke valovanja, ki se širi, je enaka, če je val enakomeren.
