PREČNI VAL: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - FIZIČNO - 2026

Na prečnih valov so tiste, v katerih je nihanje pojavlja v smeri pravokotno na smer širjenja valovanja. V nasprotju s tem so vzdolžni valovi valovi, pri katerih se premik skozi medij pojavlja v isti smeri kot premik vala.

Ne pozabite, da se valovi širijo skozi medij zaradi vibracij, ki jih povzročajo v delcih omenjenega medija. Torej je smer širjenja vala lahko vzporedna ali pravokotna glede na smer, v kateri delci vibrirajo. Zato ločimo med prečnimi in vzdolžnimi valovi.

Najbolj tipičen primer prečnega vala so krožni valovi, ki se širijo po površini vode ob metanju kamna. Elektromagnetni valovi, kot so svetloba, so tudi prečni valovi. Kar zadeva elektromagnetne valove, je poseben primer, da ni delcev vibracij, kot je v drugih valovih.

Kljub temu so to prečni valovi, ker so električna in magnetna polja, povezana s temi valovi, pravokotna na smer širjenja vala. Drugi primeri strižnih valov so valovi, ki se prenašajo vzdolž strune in S valovi ali sekundarni potresni valovi.

značilnosti

Valovi, bodisi prečni ali vzdolžni, imajo vrsto lastnosti, ki jih določajo. Na splošno so najpomembnejše značilnosti vala tiste, ki so razložene spodaj:

Amplituda vala (A)

Opredeljena je kot razdalja med najbolj oddaljeno točko vala in njegovo ravnotežno točko. Ker je dolžina, se meri v enotah dolžine (običajno se meri v metrih).

Valovna dolžina (λ)

Opredeljen je kot razdalja (običajno merjena v metrih), ki jo v določenem časovnem intervalu prevozi motnja.

Ta razdalja se meri na primer med dvema zaporednima vrhovima (vrhovi so najbolj oddaljena točka ravnotežnega položaja na vrhu vala) ali tudi med dvema dolinama (najbolj oddaljena točka od ravnotežnega položaja na dno vala) zaporedni.

Vendar lahko dejansko merite med dvema zaporednima točkama na valu, ki sta v isti fazi.

Obdobje (T)

Opredeljen je kot čas (ponavadi se meri v sekundah), potreben val, da gre skozi celoten cikel ali nihanje. Opredelimo ga lahko tudi kot čas, ki ga val preteče na razdalji, ki je enaka njegovi valovni dolžini.

Frekvenca (f)

Opredeljen je kot število nihanj, ki se pojavijo v enoti časa, običajno eno sekundo. Tako se čas, ko se čas meri v sekundah (s), frekvenca meri v Hertz (Hz). Pogostost se običajno izračuna iz obdobja po naslednji formuli:

f = 1 / T

Hitrost širjenja vala (v)

To je hitrost, s katero se val (energija vala) širi skozi medij. Običajno se meri v metrih na sekundo (m / s). Na primer, elektromagnetni valovi potujejo s svetlobno hitrostjo.

Hitrost širjenja se lahko izračuna iz valovne dolžine in obdobja ali frekvence.

V = λ / T = λ f

Ali pa preprosto razdelite razdaljo, ki jo je prehodil val v določenem času:

v = s / t

Primeri

Elektromagnetni valovi

Elektromagnetni valovi so najpomembnejši primer strižnih valov. Posebna značilnost elektromagnetnega sevanja je, da v nasprotju z mehanskimi valovi, ki potrebujejo medij, da se razširi skozi, ne potrebujejo medija, da se razmnožijo, in to lahko storijo v vakuumu.

To ne pomeni, da ni elektromagnetnih valov, ki potujejo skozi mehanski (fizični) medij. Nekateri prečni valovi so mehanski valovi, saj za razmnoževanje potrebujejo fizični medij. Te prečne mehanske valove imenujemo T valovi ali strižne valove.

Poleg tega, kot je bilo že omenjeno zgoraj, se elektromagnetni valovi širijo s svetlobno hitrostjo, ki je v primeru podtlaka 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Primer elektromagnetnega vala je vidna svetloba, to je elektromagnetno sevanje, katerega valovne dolžine so med 400 in 700 nm.

Prečni valovi v vodi

Zelo značilen in zelo grafičen primer prečnega vala je tisti, ki nastane, ko kamen (ali kateri koli drug predmet) vrže v vodo. Ko se to zgodi, nastanejo krožni valovi, ki se širijo od mesta, kjer je kamen udaril v vodo (ali žarišče vala).

Opazovanje teh valov nam omogoča, da ocenimo, kako je smer vibracije, ki poteka v vodi, pravokotna na smer gibanja vala.

To je najbolje vidno, če se vzgona postavi blizu točke trčenja. Boja se dviga in pade navpično, ko prispejo valovne fronte, ki se premikajo vodoravno.

Bolj zapleteno je gibanje valov v oceanu. Njegovo gibanje ne vključuje samo preučevanja prečnih valov, temveč tudi kroženje vodnih tokov, ko valovi prehajajo. Zaradi tega dejanskega gibanja vode v morjih in oceanih ni mogoče omejiti zgolj na preprosto harmonično gibanje.

Valo na vrvi

Kot smo že omenili, je še en pogost primer prečnega vala premik vibracije z vrvico.

Pri teh valovih se hitrost, s katero val potuje po raztegnjenem nizu, določa napetost v vrvici in masa na enoto dolžine niza. Tako se hitrost vala izračuna iz naslednjega izraza:

V = (T / m / L) ^1/2

V tej enačbi je T napetost niza, m njegova masa in L dolžina niza.

Reference

1. Prečni val (nd). Na Wikipediji. Pridobljeno 21. aprila 2018 z es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetno sevanje (nd). Na Wikipediji. Pridobljeno 21. aprila 2018 z es.wikipedia.org.
3. Prečni val (nd). Na Wikipediji. Pridobljeno 21. aprila 2018 z en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizika in kemija. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Razumevanje fizike. Birkhäuser.
6. Francoščina, AP (1971). Vibracije in valovi (serija MIT Uvodna fizika). Nelson Thornes.