Mekanisk våg

Krusning i vatten är en ytvåg.

Inom fysiken är en mekanisk våg en våg som är en oscillation av materia , och därför överför energi genom ett medium . Medan vågor kan röra sig över långa avstånd, är rörelsen hos överföringsmediet – materialet – begränsad. Därför rör sig det oscillerande materialet inte långt från sitt initiala jämviktsläge. Mekaniska vågor kan endast produceras i medier som har elasticitet och tröghet . Det finns tre typer av mekaniska vågor: tvärgående vågor , longitudinella vågor och ytvågor . Några av de vanligaste exemplen på mekaniska vågor är vattenvågor, ljudvågor och seismiska vågor .

Som alla vågor transporterar mekaniska vågor energi . Denna energi fortplantar sig i samma riktning som vågen. En våg kräver en initial energiinmatning; när denna initiala energi har tillförts, vandrar vågen genom mediet tills all dess energi har överförts. Däremot elektromagnetiska vågor inget medium, men kan fortfarande färdas genom ett sådant.

En viktig egenskap hos mekaniska vågor är att deras amplituder mäts på ett ovanligt sätt, förskjutning dividerat med (reducerad) våglängd . När detta blir jämförbart med enhet, kan betydande icke-linjära effekter såsom harmonisk generering inträffa, och, om det är tillräckligt stort, kan det resultera i kaotiska effekter. Till exempel bryter vågor på ytan av en vattenmassa när denna dimensionslösa amplitud överstiger 1, vilket resulterar i ett skum på ytan och turbulent blandning.

Tvärgående våg

En tvärvåg är formen av en våg där partiklar av medium vibrerar kring sin medelposition vinkelrätt mot riktningen för vågens rörelse.

För att se ett exempel, flytta en ände av en Slinky (vars andra ände är fast) till vänster och höger om Slinky, i motsats till fram och tillbaka. Ljus har också egenskaper hos en tvärvåg, även om det är en elektromagnetisk våg.

Längsgående våg

Longitudinella vågor får mediet att vibrera parallellt med vågens riktning. Den består av flera komprimeringar och sällsynta fall. Sällsyntheten är det längsta avståndet från varandra i den längsgående vågen och kompressionen är det närmaste avståndet. Hastigheten på den längsgående vågen ökar i högre brytningsindex, på grund av den närmare närheten av atomerna i mediet som komprimeras. Ljud är en longitudinell våg.

Ytvågor

Denna typ av våg färdas längs ytan eller gränssnittet mellan två medier. Ett exempel på en ytvåg skulle vara vågor i en pool eller i ett hav, en sjö eller någon annan typ av vattenkropp. Det finns två typer av ytvågor, nämligen Rayleigh-vågor och Love-vågor .

Rayleigh-vågor, även känd som markrulle , är vågor som färdas som krusningar med rörelse som liknar vågorna på vattenytan. Sådana vågor är mycket långsammare än kroppsvågor , vid ungefär 90% av hastigheten för bulkvågor ^{[ förtydliga ]} för ett typiskt homogent elastiskt medium. Rayleigh-vågor har energiförluster endast i två dimensioner och är därför mer destruktiva i jordbävningar än konventionella bulkvågor, såsom P-vågor och S-vågor , som förlorar energi i alla tre riktningar.

En kärleksvåg är en ytvåg som har horisontella vågor som är skjuvnings- eller tvärgående mot utbredningsriktningen. De färdas vanligtvis något snabbare än Rayleigh-vågor, med cirka 90 % av kroppens våghastighet, och har den största amplituden.

Exempel

Se även