Det langsgående bølger de manifesterer sig i materielle medier, hvor partiklerne svinger sig parallelt med den retning, bølgen bevæger sig i. som det fremgår af de følgende billeder. Dette er dets karakteristiske træk.
Lydbølger, visse bølger, der opstår under et jordskælv, og dem, der opstår i en slinky eller fjeder, når den får en lille impuls i samme retning af sin akse, er gode eksempler på denne slags bølger.
Lyd produceres, når et objekt vibreres i et medium, der er i stand til at transmittere forstyrrelsen gennem dets molekylers vibrationer. Luft er et passende medium, men også væsker og faste stoffer er.
Forstyrrelsen ændrer gentagne gange mediet og dens tryk. På denne måde producerer bølgen kompressioner og udvidelser (sjældenhed) i mediet, når energien bevæger sig med en bestemt hastighed. v.
Disse ændringer i tryk opfattes af øret gennem vibrationer i trommehinden, som nervenettet er ansvarlig for at omdanne til små elektriske strømme. Når den når hjernen, fortolker den dem som lyde.
I en langsgående bølge kaldes det mønster, der gentages kontinuerligt cyklus, og dens varighed er periode bølge. Der er også amplitude, som er den maksimale intensitet, og som måles i henhold til størrelsen taget som reference, i tilfælde af lyd kan det være variationen i tryk i mediet.
En anden vigtig parameter er bølgelængde: afstanden mellem to på hinanden følgende kompressioner eller udvidelser, se figur 1. I det internationale system måles bølgelængden i meter. Endelig er der din hastighed (i meter / sekund for det internationale system), som angiver, hvor hurtigt energien spredes.
Artikelindeks
I et vandlegeme produceres bølger af flere årsager (trykændringer, vinde, tyngdekraftsinteraktioner med andre stjerner). På denne måde kan marine bølger klassificeres i:
- Vindbølger
- Tidevand
- Tsunamier
Beskrivelsen af disse bølger er ret kompleks. Generelt bevæger bølgerne sig i dybe farvande i længderetningen og producerer periodiske kompressioner og udvidelser af mediet som beskrevet i begyndelsen..
Men på overfladen af havet er tingene lidt anderledes, da der er den såkaldte overfladebølger, der kombinerer langsgående bølge- og forskydningsbølgeegenskaber. Derfor adskiller bølgerne, der bevæger sig i dybden af vandmiljøet meget fra dem, der bevæger sig overfladisk..
En træstamme, der flyder på havoverfladen, har en slags frem- eller tilbagegående bevægelse. Faktisk, når bølgerne bryder på kysten, er det de langsgående komponenter i bølgen, der dominerer, og når loggen reagerer på bevægelsen af vandmolekylerne, der omgiver den, observeres den også komme og gå på overfladen..
De faktorer, der bestemmer den type bølge, der produceres, er: vanddybden og bølgelængden af havbølgen. Hvis vanddybden på et givet punkt kaldes d, og bølgelængden er λ, bølgerne går fra at være langsgående til overfladiske, når:
d < λ/to
På overfladen får vandmolekylerne rotationsbevægelser, som de mister, når dybden øges. Friktionen af vandmassen med bunden får disse baner til at blive elliptiske, som vist i figur 2.
På strandene er vandet nær kysten mere rastløs, fordi der bølgerne bryder, vandpartiklerne sænkes ned i bunden, og dette får mere vand til at ophobes på højderygge. I dybere farvande opfattes det imidlertid som dønningen blødgør.
Når d >> λ/to du har dybhavsbølger u korte bølger, cirkulære eller elliptiske baner falder i størrelse og langsgående bølger dominerer. Hvad hvis d << λ/to bølgerne er fra overfladevand eller lange bølger.
Både langsgående og tværgående bølger falder i kategorien mekaniske bølger, der kræver et materiale til deres formering.
Den største skelnen mellem de to blev nævnt i begyndelsen: i tværgående bølger bevæger mediumets partikler sig vinkelret på bølgens udbredelsesretning, mens de i længdebølger svinger i samme retning efterfulgt af forstyrrelsen. Men der er mere karakteristiske træk:
- I en tværgående bølge skelnes kamme og dale, som i de langsgående svarer til kompressioner og udvidelser.
- En anden forskel er, at langsgående bølger ikke er polariserede, fordi retningen af bølgehastigheden er den samme som bevægelsen af de oscillerende partikler..
- Tværgående bølger kan forplante sig i ethvert medium og endda i et vakuum, som elektromagnetiske bølger. På den anden side har partiklerne inden i væsker, der mangler stivhed, ingen anden mulighed end at glide forbi hinanden og bevæge sig, som forstyrrelsen gør, dvs. i længderetningen..
Som en konsekvens er bølgerne, der stammer midt i de oceaniske og atmosfæriske masser, langsgående, da tværgående bølger kræver medier med tilstrækkelig stivhed til at tillade de karakteristiske vinkelrette bevægelser..
- Langsgående bølger forårsager tryk- og tæthedsvariationer i mediet, gennem hvilket de formeres. På den anden side påvirker de tværgående bølger ikke mediet på denne måde.
De har de samme dele til fælles: periode, amplitude, frekvens, cyklusser, fase og hastighed. Alle bølger gennemgår refleksion, brydning, diffraktion, interferens og Doppler-effekten og bærer energi gennem mediet..
Selv om toppe og dale er karakteristiske for en tværgående bølge, er kompressionerne i den langsgående bølge analoge med toppe og udvidelser til dalene på en sådan måde, at begge bølger tillader den samme matematiske beskrivelse af sinus- eller sinusbølge..
Lydbølger er de mest typiske langsgående bølger og er blandt de mest undersøgte, da de er grundlaget for kommunikation og musikalsk udtryk, grunde til deres betydning i folks liv. Derudover har lydbølger vigtige anvendelser inden for medicin, både i diagnose og behandling..
Ultralydsteknikken er velkendt til opnåelse af medicinske billeder såvel som til behandling af nyresten blandt andre anvendelser. Ultralyd genereres af en piezoelektrisk krystal, der er i stand til at skabe en langsgående trykbølge, når der påføres et elektrisk felt (det producerer også en strøm, når der påføres tryk).
For virkelig at se, hvordan en længdebølge ser ud, intet bedre end spiralfjedre eller slinkys. Ved at give en lille impuls til foråret er det øjeblikkeligt at observere, hvordan kompressionerne og udvidelserne skiftevis udbreder sig i hele svingets længde..
Langsgående bølger er også en del af seismiske bevægelser. Jordskælv består af forskellige slags bølger, blandt hvilke er P bølger eller primærvalg og S bølger eller sekundær. Førstnævnte er i længderetningen, mens i sidstnævnte vibrerer partiklerne i mediet i en retning på tværs af bølgens forskydning..
I jordskælv produceres både længdebølger (primære P-bølger) og tværgående bølger (sekundære S-bølger) og andre typer, såsom Rayleigh-bølger og kærlighedsbølger, overfladiske.
Faktisk er langsgående bølger de eneste, der vides at rejse gennem midten af jorden. Da disse kun bevæger sig i flydende eller gasformige medier, tror forskere, at jordens kerne hovedsageligt består af smeltet jern..
P-bølger og S-bølger, der produceres under et jordskælv, kører med forskellige hastigheder på jorden, så deres ankomsttider til seismografiske stationer er forskellige (se figur 3). Takket være dette er det muligt at bestemme afstanden til jordskælvets epicenter ved triangulering ved hjælp af data fra tre eller flere stationer..
Antag vP = 8 km / s er hastigheden på P-bølgerne, mens S-bølgernes hastighed er vS = 5 km / s. P-bølgerne ankommer 2 minutter før de første S.-bølger. Hvordan man beregner afstanden fra episenteret?
Lad D være afstanden mellem epicentret og den seismologiske station. Med de leverede data kan du finde rejsetiden tP og digS af hver bølge:
vP = D / tP
vS = D / tS
Forskellen er Δt = tS - tP:
At = D / vS - D / vP = D (1 / volS - 1 / vP)
Løsning af værdien af D:
D = Δt / (1 / vS - 1 / vP) = (Δt. VP. vC ) / (vP - vC)
At vide, at 2 minutter = 120 sekunder og erstatte resten af værdierne:
D = 120 s. (8 km / s. 5 km / s) / (8-5 km / s) = 1600 km.
Endnu ingen kommentarer