De längsgående vågor de manifesterar sig i materialmedier där partiklarna oscillerar sig parallellt med vågens riktning. som kommer att ses i följande bilder. Detta är dess särdrag.
Ljudvågor, vissa vågor som uppträder under en jordbävning och de som förekommer i en slinky eller våren när den får en liten impuls i samma riktning som sin axel, är bra exempel på denna typ av vågor.
Ljud produceras när ett objekt (som figurens stämgaffel, ett musikinstrument eller helt enkelt stämbanden) vibreras i ett medium som kan överföra störningen genom vibrationerna i dess molekyler. Luft är ett lämpligt medium, men också vätskor och fasta ämnen.
Störningen ändrar upprepade gånger mediet och densiteten. På detta sätt producerar vågen kompressioner och utvidgningar (sällsynta fraktioner) i mediumets molekyler när energin rör sig med en viss hastighet. v.
Dessa tryckförändringar uppfattas av örat genom vibrationer i trumhinnan, vilket nervnätverket ansvarar för att förvandlas till små elektriska strömmar. När den når hjärnan tolkar den dem som ljud.
I en längsgående våg kallas mönstret som upprepas kontinuerligt cykel, och dess varaktighet är period Vinka. Det finns också amplitud, vilket är den maximala intensiteten och som mäts enligt storleken som referens, i fallet med ljud kan det vara variationen i tryck i mediet.
En annan viktig parameter är våglängd: avståndet mellan två på varandra följande kompressioner eller utvidgningar, se figur 1. I det internationella systemet mäts våglängden i meter. Slutligen finns det din hastighet (i meter / sekund för det internationella systemet), vilket indikerar hur snabbt energin sprids.
Artikelindex
I en vattenkropp produceras vågor av flera orsaker (tryckförändringar, vindar, gravitationsinteraktioner med andra stjärnor). På detta sätt kan marina vågor klassificeras i:
- Vindvågor
- Tidvatten
- Tsunamier
Beskrivningen av dessa vågor är ganska komplex. I allmänna linjer rör sig vågorna i djupa vatten i längdriktningen och producerar periodiska kompressioner och utvidgningar av mediet, som beskrivs i början..
Men på ytan av havet saker är lite annorlunda, eftersom det så kallade ytvågor, som kombinerar längsgående våg- och skjuvvågsegenskaper. Därför skiljer sig vågorna som rör sig i djupet av vattenmiljön kraftigt från de som rör sig ytligt..
En stock som flyter på havsytan har en slags fram- eller återgående rörelse. Faktum är att när vågorna bryter på stranden är det längdkomponenterna i vågen som dominerar, och när stocken svarar på rörelsen hos de vattenmolekyler som omger den observeras den också komma och gå på ytan..
De faktorer som bestämmer vilken vågtyp som produceras är: vattnets djup och havsvågens våglängd. Om vattendjupet vid en viss punkt kallas d, och våglängden är λ, vågorna går från att vara längsgående till ytliga när:
d < λ/två
På ytan förvärvar vattenmolekylerna rotationsrörelser som de förlorar när djupet ökar. Friktionen av vattenmassan med botten gör att dessa banor blir elliptiska, som visas i figur 2.
På stränderna är vattnet nära stranden mer rastlöst eftersom det där vågorna går sönder, vattenpartiklarna saktar ner längst ner och detta får mer vatten att samlas på åsarna. På djupare vatten uppfattas det dock som svullnaden mjuknar.
När d >> λ/två du har djupa havsvågor u korta vågor, cirkulära eller elliptiska banor minskar i storlek och längsgående vågor dominerar. Tänk om d << λ/två vågorna kommer från ytvatten eller långa vågor.
Både längsgående och tvärgående vågor faller i kategorin mekaniska vågor, som kräver ett materialmedium för deras förökning.
Den största skillnaden mellan de två nämndes i början: i tvärgående vågor rör sig partiklarna i mediet vinkelrätt mot vågens utbredningsriktning, medan de i längsgående vågor svänger i samma riktning följt av störningen. Men det finns mer distinkta egenskaper:
- I en tvärgående våg kännetecknas kammar och dalar, som i de längsgående motsvarar kompressioner och utvidgningar.
- En annan skillnad är att längsgående vågor inte är polariserade eftersom vågens hastighet är densamma som rörelsen för de oscillerande partiklarna..
- Tvärgående vågor kan spridas i vilket medium som helst och även i vakuum, som elektromagnetiska vågor. Å andra sidan, inuti vätskor, utan styvhet, har partiklarna inget annat alternativ än att glida förbi varandra och röra sig som störningen gör, det vill säga i längdriktningen..
Som en konsekvens är vågorna som kommer från mitten av de oceaniska och atmosfäriska massorna längsgående, eftersom tvärgående vågor kräver media med tillräcklig styvhet för att tillåta de karakteristiska vinkelräta rörelserna..
- Längsgående vågor orsakar tryck- och densitetsvariationer i mediet genom vilket de sprids. Å andra sidan påverkar inte tvärvågorna mediet på detta sätt.
De har samma delar gemensamt: period, amplitud, frekvens, cykler, fas och hastighet. Alla vågor genomgår reflektion, brytning, diffraktion, störningar och dopplereffekten och bär energi genom mediet..
Även om topparna och dalarna är utmärkande för en tvärgående våg, är kompressionerna i den längsgående vågen analoga med topparna och utvidgningarna till dalarna, på ett sådant sätt att båda vågorna tillåter samma matematiska beskrivning av sinus- eller sinusvåg..
Ljudvågor är de mest typiska längsgående vågorna och är bland de mest studerade, eftersom de är grunden för kommunikation och musikaliskt uttryck, orsaker till deras betydelse i människors liv. Dessutom har ljudvågor viktiga tillämpningar inom medicin, både vid diagnos och behandling..
Ultraljudstekniken är välkänd för att erhålla medicinska bilder, liksom för behandling av njursten, bland andra applikationer. Ultraljud genereras av en piezoelektrisk kristall som kan skapa en längsgående tryckvåg när ett elektriskt fält appliceras på det (det producerar också en ström när tryck appliceras).
För att verkligen se hur en längsgående våg ser ut, inget bättre än spiralfjädrar eller slinkys. Genom att ge en liten impuls till fjädern är det omedelbart att observera hur kompressioner och utvidgningar växelvis växer sig längs hela varvets längd..
Längsgående vågor är också en del av seismiska rörelser. Jordbävningar består av olika typer av vågor, bland vilka är P vågor eller primärer och S vinkar eller sekundär. De förstnämnda är längsgående, medan i den senare vibrerar partiklarna i mediet i en riktning tvärs vågens förskjutning..
I jordbävningar produceras både längsgående vågor (primära P-vågor) och tvärgående vågor (sekundära S-vågor) och andra typer, såsom Rayleigh-vågor och Kärleksvågor, ytliga.
Faktum är att längsgående vågor är de enda som är kända för att färdas genom jordens centrum. Eftersom dessa bara rör sig i flytande eller gasformiga medier tror forskare att jordens kärna huvudsakligen består av smält järn..
P-vågor och S-vågor som produceras under en jordbävning färdas med olika hastigheter på jorden, så deras ankomsttider till seismografiska stationer är olika (se figur 3). Tack vare detta är det möjligt att bestämma avståndet till jordbävningens episod, genom triangulering, med hjälp av data från tre eller flera stationer..
Antag att vP = 8 km / s är hastigheten på P-vågorna, medan S-vågens hastighet är vS = 5 km / s. P-vågorna anländer 2 minuter före de första S.-vågorna. Hur man beräknar avståndet från epicentret?
Låt D vara avståndet mellan epicentret och den seismologiska stationen. Med informationen kan du hitta restiden tP och duS av varje våg:
vP = D / tP
vS = D / tS
Skillnaden är Δt = tS - tP:
At = D / vS - D / vP = D (1 / vS - 1 / vP)
Lösa värdet på D:
D = At / (1 / vS - 1 / vP) = (At. VP. vC ) / (vP - vC)
Att veta att 2 minuter = 120 sekunder och ersätta resten av värdena:
D = 120 s. (8 km / s. 5 km / s) / (8-5 km / s) = 1600 km.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.