Περιεχόμενο
Τα κύματα μπορούν να έχουν δύο βασικές μορφές: εγκάρσια, με κάθετη και διαμήκη κίνηση ή συμπίεση υλικού. Τα εγκάρσια κύματα είναι σαν τα κύματα της θάλασσας ή οι δονήσεις στη σειρά ενός πιάνου: μπορείτε να δείτε την κίνησή τους εύκολα. Τα κύματα συμπίεσης, συγκριτικά, είναι αόρατα εναλλασσόμενα στρώματα συμπιεσμένων και σπάνιων μορίων. Τα κύματα ήχου και σοκ διαδίδονται με αυτόν τον τρόπο.
Μηχανικά κύματα
Τα κύματα συμπίεσης μπορούν να διαδοθούν μέσω κάποιου τύπου υλικού μέσου, όπως αέρα, νερού ή χάλυβα. Το κενό δεν μπορεί να μεταφέρει κύματα συμπίεσης, καθώς δεν υπάρχει ουσία για την αγωγή της ενέργειας. Η εξάρτηση από το μέσο σημαίνει ότι είναι μηχανικά κύματα και το μέσο καθορίζει την ταχύτητά του. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα, για παράδειγμα, είναι 346 m ανά δευτερόλεπτο. Ένα πυκνό υλικό όπως ο χάλυβας μεταδίδει ήχο στα 6,100 m ανά δευτερόλεπτο.
Κύματα συμπίεσης
Εάν μπορούσατε να δείτε ένα κύμα συμπίεσης να κινείται μέσω του αέρα, θα δείτε μια περιοχή συμπιεσμένων μορίων προς την κατεύθυνση από την οποία διαδίδεται το κύμα. Τα μόρια σπανίζουν όλο και περισσότερο μετά από ένα μέγιστο σημείο συμπίεσης, έως ότου δείτε μια περιοχή χαμηλότερης πίεσης με λιγότερα μόρια αέρα. Ο αέρας γίνεται σταδιακά πιο πυκνός μετά από αυτό το σημείο, έως ότου φτάσει ξανά στη μέγιστη συμπίεση. Η απόσταση μεταξύ των σημείων μέγιστης συμπίεσης και αραίωσης είναι μήκος κύματος. Καθώς αυξάνεται η συχνότητα ενός κύματος, το μήκος του μειώνεται.
Παρέμβαση
Δύο ή περισσότερα κύματα, που διασχίζουν το ίδιο σημείο σε ένα μέσο, παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Μπορείτε να δείτε αυτό το αποτέλεσμα ρίχνοντας δύο πέτρες σε μια λίμνη με ακόμα νερό. τα κύματα εξαπλώνονται και επικαλύπτονται. Το ίδιο ισχύει και για τα κύματα συμπίεσης. Εάν ένα σημείο συμπίεσης συναντά ένα σημείο αραίωσης, τα δύο ακυρώνουν το ένα το άλλο. Εάν συναντηθούν δύο σημεία συμπίεσης, ενισχύουν το ένα το άλλο, δημιουργώντας ένα σημείο με διπλάσια πίεση.
Σοκ κύματα
Ένα τζετ που κινείται μέσω του αέρα γρηγορότερα από την ταχύτητα του ήχου προκαλεί ηχητική έκρηξη. Καθώς το τζετ προχωρά, τα μόρια του αέρα "συσσωρεύονται" μπροστά του, όπως η γη μπροστά από έναν εκσκαφέα. Τα στρώματα πεπιεσμένου και σπάνιου αέρα δεν κινούνται με ίσιο τρόπο, όπως και με τον ήχο. Το κρουστικό κύμα σχηματίζει έναν κώνο με το άκρο μπροστά από τον πίδακα, και τα κύματα συμπίεσης κινούνται προς τα πίσω σε αυξανόμενους κύκλους.
