Prečni proti longitudinalnim valovom
Prečni valovi in longitudinalni valovi sta dve glavni vrsti širjenja valov. Ta dva pojma sta izjemno pomembna in še posebej uporabna pri razlagi številnih pojavov, povezanih z valovno mehaniko. V tem članku bomo primerjali transverzalni val z longitudinalnim valom ter razpravljali o njunih definicijah, podobnostih in končno razlikah.
Kaj je transverzalni val?
V valovih in vibracijah je koncept transverzalnih valov temeljni kamen. Prečni val je ena od dveh osnovnih oblik valovanja. Za razumevanje prečnega valovanja je potrebno bistveno razumevanje valovne mehanike. Val je metoda prenosa energije. Ko se valovanje širi skozi prostor, se širi tudi energija, ki jo prenaša. Ta energija povzroči, da delci na poti nihajo. Z drugimi besedami, energija se širi z nihanjem delcev. Pri transverzalnem valovanju delci nihajo pravokotno na smer gibanja valov. Upoštevati je treba, da se delci niti malo ne premaknejo v smeri širjenja. Za sinusoidno valovanje delci nihajo v preprostem harmoničnem gibanju. Za vsako valovanje je največji odmik delca od ravnotežne točke enak amplitudi valovanja in je sorazmeren z energijo, ki jo prenaša valovanje. Valovi, kot so svetlobni valovi in drugi elektromagnetni valovi, so prečni. Običajni svetlobni valovi nihajo v vse smeri, ki so pravokotne na širjenje. Ravno polariziran žarek bi nihal samo v eno smer.
Kaj je longitudinalni val?
Longitudinalno valovanje je druga glavna vrsta valovanja, ki je prisotna v naravi. Ista načela valovne dinamike veljajo za longitudinalne valove. 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. Ker so nihanja vzporedna z gibanjem, nastane razlika v tlaku. Tudi longitudinalni val se lahko obravnava kot tlačni val, saj se energija prenaša s pritiskom. Upoštevati je treba, da imajo longitudinalni valovi za razliko od prečnih valov samo eno smer nihanja. Največji odmik od ravnotežne točke je enak amplitudi valovanja in je sorazmeren z energijo valovanja. Zvočni valovi so najboljši primer longitudinalnih valov. Razlika v tlaku med notranjostjo in zunanjostjo našega ušesa se spreminja zaradi nihanja tlaka, ki ga ustvarja zvočno valovanje. To povzroči nihanje diafragme ušesa, kar nato zaznajo nevroni za zaznavanje zvoka.
Kakšna je razlika med vzdolžnimi in prečnimi valovi?
• Prečni valovi ustvarjajo nihanja, ki so normalna na smer širjenja, vzdolžni valovi pa ustvarjajo nihanja, ki so vzporedna s širjenjem valovanja.
• Prečni valovi nihajo v veliko različnih smereh, vzdolžni valovi pa nihajo samo v eno smer.
• Naravni oceanski valovi nastanejo s superpozicijo vzdolžnih in prečnih valov.
