POPREČNI VAL: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - FIZIČKA - 2024

A poprečni valovi su oni u kojima se javlja oscilacija u smjeru okomito na smjer širenja vala. Suprotno tome, uzdužni valovi su valovi u kojima se pomicanje kroz medij događa u istom smjeru kao i pomicanje vala.

Treba imati na umu da se valovi šire kroz medij zahvaljujući vibraciji koju izazivaju u česticama navedenog medija. Dakle, smjer širenja vala može biti paralelan ili okomit na smjer u kojem čestice vibriraju. Stoga se pravi razlika između poprečnih i uzdužnih valova.

Najtipičniji primjer poprečnog vala su kružni valovi koji putuju preko površine vode kad se baci kamen. Elektromagnetski valovi poput svjetlosti također su poprečni valovi. Što se tiče elektromagnetskih valova, slučaj je da nema vibracija čestica kao u drugim valovima.

Unatoč tome, to su poprečni valovi jer su električna i magnetska polja povezana s tim valovima okomita na smjer širenja vala. Ostali primjeri posmičnih valova su valovi koji se prenose duž niza i S valovi ili sekundarni seizmički valovi.

karakteristike

Valovi, bili oni poprečni ili uzdužni, imaju niz karakteristika koje ih određuju. Općenito, najvažnije karakteristike talasa su one koje su objašnjene u nastavku:

Amplituda vala (A)

Definira se kao udaljenost između najudaljenije točke talasa i njegove točke ravnoteže. Budući da je duljina, mjeri se u jedinicama duljine (obično se mjeri u metrima).

Valna duljina (λ)

Ona se definira kao udaljenost (obično se mjeri u metrima) koja je pređena poremećajem u određenom vremenskom intervalu.

Ta se udaljenost mjeri, na primjer, između dva uzastopna vrha (vrhovi su najudaljenija točka od ravnotežnog položaja na vrhu vala) ili također između dvije doline (najudaljenija točka od ravnotežnog položaja u dno vala) sukcesivan.

Međutim, zapravo možete mjeriti između bilo koje dvije uzastopne točke na valu koje su u istoj fazi.

Razdoblje (T)

Definira se kao vrijeme (obično se mjeri u sekundama) koje je potrebno da val prođe kroz cijeli ciklus ili oscilaciju. Može se definirati i kao vrijeme koje jedan val treba prijeći udaljenost jednaku njegovoj valnoj duljini.

Učestalost (f)

Definira se kao broj oscilacija koje se javljaju u jedinici vremena, obično jednu sekundu. Dakle, kada se vrijeme mjeri u sekundama (s), frekvencija se mjeri u Hertz (Hz). Učestalost se obično izračunava iz razdoblja koristeći sljedeću formulu:

f = 1 / T

Brzina širenja vala (v)

To je brzina kojom se val (energija vala) širi kroz medij. Obično se mjeri u metrima u sekundi (m / s). Na primjer, elektromagnetski valovi putuju brzinom svjetlosti.

Brzina širenja može se izračunati iz valne duljine, perioda ili frekvencije.

V = λ / T = λ f

Ili jednostavno podijeliti udaljenost koju je val prešao u određenom vremenu:

v = s / t

Primjeri

Elektromagnetski valovi

Elektromagnetski valovi su najvažniji slučaj smicnih valova. Posebna karakteristika elektromagnetskog zračenja je da, za razliku od mehaničkih valova kojima je medij potreban za širenje kroz njih, ne treba medij za širenje i mogu to učiniti u vakuumu.

To ne znači da nema elektromagnetskih valova koji putuju kroz mehanički (fizički) medij. Neki poprečni valovi su mehanički valovi, jer za širenje im je potreban fizički medij. Ti poprečni mehanički valovi nazivaju se T valovi ili smični valovi.

Nadalje, kao što je već spomenuto, elektromagnetski valovi šire se brzinom svjetlosti, koja je u slučaju vakuuma reda 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Primjer elektromagnetskog vala je vidljiva svjetlost, a to je elektromagnetsko zračenje čija je valna duljina između 400 i 700 nm.

Poprečni valovi u vodi

Vrlo tipičan i vrlo grafički slučaj poprečnog vala je onaj koji nastaje kada kamen (ili bilo koji drugi predmet) baci u vodu. Kad se to dogodi, nastaju kružni valovi koji se šire od mjesta na kojem je kamen udario u vodu (ili žarište vala).

Promatranje ovih valova omogućava nam da shvatimo kako je smjer vibracije koji se odvija u vodi okomit na smjer kretanja vala.

To se najbolje vidi ako se plutača postavi u blizini točke udara. Boja se uzdiže i spušta vertikalno kako pristižu valne fronte, koje se kreću vodoravno.

Složenije je kretanje valova u oceanu. Njegovo kretanje uključuje ne samo proučavanje poprečnih valova, već i cirkulaciju vodenih struja kad valovi prolaze. Iz tog razloga, stvarno kretanje vode u morima i oceanima ne može se svesti samo na jednostavno harmonično kretanje.

Val na konopcu

Kao što je već spomenuto, drugi čest slučaj poprečnog vala je izmjena vibracije nizom.

Za ove valove brzina kojom val putuje niz zategnutu žicu određena je napetošću u nizu i masom po jedinici duljine niza. Stoga se brzina vala izračunava iz sljedećeg izraza:

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

U ovoj je jednadžbi T napetost niza, m njegova masa, a L duljina niza.

Reference

1. Poprečni val (nd). Na Wikipediji. Preuzeto 21. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetsko zračenje (nd). Na Wikipediji. Preuzeto 21. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
3. Poprečni val (nd). Na Wikipediji. Preuzeto 21. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fizika i kemija. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Razumijevanje fizike. Birkhauser.
6. Francuski, AP (1971). Vibracije i valovi (MIT uvodna fizika serija). Nelson Thornes.