Vlny: typy vln a definice vlny. Druhy elektromagnetických a zvukových vln

Vlny nejsou jen ve vodě. Obsahují zvuk, světlo atd. Jak to může být a jaké jsou vlny obecně?

Esence

Tento termín se používá v různých vědních oborech, ale především ve fyzice. Podle terminologie této disciplíny je proces šíření kmitů vlnou. Definice není obtížná, ale ve skutečnosti vše není tak jednoduché. V tomto případě se jednotlivé částice nehýbejí, ale pouze se pohybují blízko svých rovnovážných poloh. Z toho, co následuje tato vlastnost vln: jsou to prostředky přenosu energie bez změn ve hmotě. Někdy se to stává, ale pouze jako vedlejší účinek. Ti, kteří někdy byli u moře, dokonale si představte, co vlnu.

Definice však není jediná věc, kterou musíte znát při konfrontaci s tímto jevem. Důležité je, že je extrémně úzce spojeno s kolísáním, takže jejich studium probíhá teoreticky iv praxi.

Původ

Vlny mohou být generovány různými způsoby. Příčinou jejich výskytu je vždy vzrušení částic a jejich odstranění z rovnováhy. To lze provést pomocí speciálních zařízení, jako jsou antény nebo emise. Navíc může být příčinou nestability, jako v případě silného větru, kvůli kterému vlnky běží podél vody.

Historie fenoménu

Studie mechanismu vzniku a šíření vln v různých vědních oborů, jako jsou oceánografie, seismologie, mechaniky, akustiky, medicíny a samozřejmě, fyzika jako celek, stejně jako mnoho dalších, se zabývá mnoho známých vědců. Předpokládá se, že nejdůležitější přínos německého průzkumníka Heinrich Hertz. Založil určitých vzorů a zjistil, dosud neznámých jevů souvisejících s interakcí elektromagnetických vln, jako je interference, difrakce a polarizace. Jeho studie byly později použity k sestavení rádia. Samozřejmě, že existují i ​​jiné vědci, kteří studovali tento jev a kteří učinili rozvoj vědy významný příspěvek k, například, Maxwell, ale tento název byl zvěčněn v Hertz měrnou jednotku vlny frekvence.

Druhy vln

Existuje obrovský počet klasifikací z různých důvodů. Především je to směr oscilací vln. Typy vln podle tohoto kritéria: podélné, příčné, smíšené. Existují také zcela odlišné způsoby jejich seskupení: popis rovnic, geometrie, fyzické prostředí a tak dále.

Důležité je, že když se tento jev objeví, v podstatě se neobjeví nic zásadně nového, jen se mění organizace částic, která vytváří určité události. Pokud jde o vnímání může být vyjádřen jako světlo, barvu, zvuk, záření, a neviditelné pro oko, a tak energie .. Na druhé straně, mohou také být klasifikovány.

Kromě toho jsou mechanické a elektromagnetické vlny stále odlišitelné. Druhy vln z první kategorie lze také rozdělit na elastické vlny a ty, které vznikají na vodní hladině. Tato klasifikace předpokládá zohlednění propagačního média. Obecně platí, že hlavní a nejoblíbenější divize zahrnuje pouze zvukové a elektromagnetické vlny. O nich budou v budoucnosti a budou podrobněji diskutovány.

Obecný popis

Každá vlna má řadu vlastností a parametrů, které ji lze popsat. Za prvé, toto je jeho délka, kterou označuje lambda- (lambda). Kromě toho má frekvenci, dobu a rychlost. Odděleně vyzařovat vlnoplochy nebo povrch, tj soubor bodů, které jsou ve stejné fázi, a světlo nebo vektor ukazující směr šíření.

S těmito dvěma parametry se vztahuje další klasifikace. V závislosti na typu předku mohou být vlny sférické a ploché. Pro zjednodušené výpočty a řešení některých problémů může být povrch považován za plochý, ale pouze pokud je výrazně odstraněn ze zdroje. Na základě všech těchto charakteristik se odlišují různé typy vln.

Příklady

Kromě těch srozumitelné věci, jako je zvuk řetězce nebo vlny na moři, můžete také přemýšlet o tom, kruhy na vodě, vznikající z hozený kámen, výbuchy, sny na měkkém matraci a mnoha dalších jevech. Ultrafialové nebo infračervené paprsky, stejně jako to, co není slyšitelné pro lidské ucho - to vše jsou projevy stejného jevu, šíření vlny. Druhy vln jsou tak různorodé, a oni sami jsou tak různorodé, že je opravdu těžké uvěřit, že tyto různé věci ve skutečnosti mají stejnou povahu.

Zvuková vlna: rysy

Slyšení dává člověku obrovské množství informací o světě kolem něj. Ale bez vln by to bylo nemožné. Jejich odrůda zvuku se vztahuje k elastickému. Jejich zvláštnost spočívá v tom, že délka takových vln, a tudíž také četnost, jsou taková, že nadmořská výška je v dosahu. Pro lidi je tento rozsah od 20 do 20 000 hertzů. Všechno, co je nižší, se nazývá infrasound a výše - ultrazvuk. První je stále špatně pochopena, ale druhá je široce používána ve vědě, medicíně a mnoha dalších oblastech. Jedná se o typy zvukových vln. Jejich vlastnosti jsou určeny parametry, jako je délka, frekvence a kombinace různých druhů vibrací. V závislosti na tom, resp. Objemu, rozteči a tónu.

Jako každá jiná vlna je zvuk přirozeně způsoben kolísáním. To se může projevit například při koncertu u sloupce. Vlny se mohou šířit v mnoha typech médií, včetně kapalných a pevných. Ve vakuu, jak se předpokládá, zvuky nejsou slyšitelné. To je důvod, proč tak často vyčítá směrem hollywoodských tvůrců natočit scény s masivními a hlasitých výbuchů ve vesmírném vakuu. Učení zvukové vibrace a vlny se zabývají poměrně rozsáhlou částí fyziky - akustiky. Tato nesmírně zajímavá věda má v životě mnoho využití. Například pomocí znalostí akustiky jsou koncertní a operní prostory navrženy tak, aby prezentace byla slyšet na každém místě.

Vnímání zvuků člověkem a zvířaty je způsobeno přeměnou mechanických vibrací na elektrické signály. Tento mechanismus je poměrně komplikovaný, ale jeho hodnota nemůže být příliš zdůrazněna. Totéž však lze říci o zvucích obecně. S jejich pomocí můžete komunikovat, přenášet informace, měnit náladu. Ovlivňují lidi, i když jsou z doslechu. To je důvod, proč existuje například pojem "znečištění hlukem". Jednotka hlasitost zvuku přijal bel, pojmenovaný tak na počest vědce A. Bella, vynálezce telefonu.

Vlastnosti a typy elektromagnetických vln

Existuje ale také zvláštní váhání, bez něhož je obtížné si představit moderní život. Mobilní telefony, bezdrátová komunikace, rádio, mikrovlnné trouby a mnoho dalších zařízení by neexistovaly, kdyby nebyly elektromagnetické vlny otevřené. A přesto by bylo nemožné vnímat barvu a světlo by neexistovalo. Je možné si to představit?

Na rozdíl od zvuků se tento druh kmitání může šířit v jakémkoli médiu, včetně vakua, a jejich rychlost se rovná rychlosti světla. Ve skutečnosti je tento typ vln šířením elektromagnetických polí v prostoru a čase. Jejich struktura je mimořádně zajímavá, protože se skládá ze dvou částí. Magnetické a elektrické pole se střídavě navzájem generují a šíří se podél vzájemně kolmých vektorů. Jednou z hlavních vlastností takové vlny je to, že je vždy příčný. Navíc se vždy rozšiřuje s akcelerací.

Existují různé typy elektromagnetických vln v závislosti na jejich délce. Existuje 6 hlavních rozsahů od nejdéle k nejkratší:

• rádiové vlny;
• infračervené záření, jinými slovy teplo;
• viditelné světlo a barvy;
• ultrafialové;
• RTG;
• gama záření (včetně záření).

Ve skutečnosti je prakticky nemožné si představit svět bez všech těchto jevů.