คุณสมบัติและตัวอย่างของคลื่นตามขวาง

คลื่นตามขวาง คือสิ่งที่การแกว่งเกิดขึ้นในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายของคลื่น ในทางตรงกันข้ามคลื่นตามยาวคือคลื่นที่การเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางเกิดขึ้นในทิศทางเดียวกันกับที่การกระจัดของคลื่นเกิดขึ้น.

ควรจำไว้ว่าคลื่นนั้นแพร่กระจายผ่านตัวกลางโดยอาศัยการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในอนุภาคของตัวกลางดังกล่าว จากนั้นทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นสามารถขนานหรือตั้งฉากกับทิศทางที่อนุภาคสั่นสะเทือน ดังนั้นความแตกต่างระหว่างคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวจึงถูกทำเครื่องหมาย.

ตัวอย่างทั่วไปของคลื่นตามขวางคือคลื่นวงกลมที่แพร่กระจายผ่านพื้นผิวของน้ำเมื่อหินถูกโยน คลื่นตามขวางเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับแสง สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีกรณีพิเศษที่ไม่มีการสั่นสะเทือนของอนุภาคที่เกิดขึ้นในคลื่นอื่น ๆ.

ถึงกระนั้นพวกมันก็เป็นคลื่นตามขวางเพราะสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับคลื่นเหล่านี้จะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น ตัวอย่างอื่น ๆ ของคลื่นตามขวางคือคลื่นที่ถูกส่งผ่านคลื่นและสตริง S หรือคลื่นแผ่นดินไหวทุติยภูมิ.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
  • 1.1 แอมพลิจูดของคลื่น (A)
  • 1.2 ความยาวคลื่น (λ)
  • 1.3 งวด (T)
  • 1.4 ความถี่ (f)
  • 1.5 ความเร็วในการแพร่กระจายของคลื่น (v)
• 2 ตัวอย่าง
  • 2.1 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
  • 2.2 คลื่นตามขวางในน้ำ
  • 2.3 คลื่นบนเชือก
• 3 อ้างอิง

คุณสมบัติ

คลื่นไม่ว่าจะเป็นแนวขวางหรือแนวยาวมีลักษณะหลายอย่างที่เป็นตัวกำหนด โดยทั่วไปลักษณะที่สำคัญที่สุดของคลื่นคือที่อธิบายไว้ด้านล่าง:

คลื่นแอมพลิจูด (A)

มันถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างระหว่างจุดที่ไกลที่สุดจากคลื่นและจุดสมดุล เนื่องจากเป็นความยาวจึงวัดเป็นหน่วยความยาว (โดยปกติวัดเป็นเมตร).

ความยาวคลื่น (λ)

มันถูกกำหนดให้เป็นระยะทาง (มักวัดในหน่วยเมตร) เดินทางโดยการรบกวนในช่วงเวลาที่กำหนด.

ระยะนี้วัดจากตัวอย่างเช่นระหว่างสันเขาสองอัน (สันเขาเป็นจุดที่ไกลที่สุดจากตำแหน่งสมดุลในส่วนบนของคลื่น) หรือระหว่างหุบเขาสองจุด (จุดที่ไกลที่สุดจากตำแหน่งสมดุลใน ก้นคลื่น) ต่อเนื่องกัน.

อย่างไรก็ตามคุณสามารถวัดระหว่างจุดต่อเนื่องสองจุดใด ๆ ของคลื่นที่อยู่ในระยะเดียวกัน.

ระยะเวลา (T)

มันถูกกำหนดให้เป็นเวลา (โดยปกติวัดในไม่กี่วินาที) ที่คลื่นใช้ในการเดินทางผ่านครบวงจรหรือการสั่น มันสามารถนิยามได้ว่าเวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางระยะทางเทียบเท่ากับความยาวคลื่น.

ความถี่ (f)

มันถูกกำหนดให้เป็นจำนวนของการแกว่งที่เกิดขึ้นในหน่วยของเวลาโดยปกติหนึ่งวินาที ด้วยวิธีนี้เมื่อมีการวัดเวลาในหน่วยวินาทีความถี่จะถูกวัดเป็นเฮิร์ตซ์ (Hz) ปกติความถี่จะคำนวณจากช่วงเวลาโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

f = 1 / T

ความเร็วการแพร่กระจายคลื่น (v)

มันคือความเร็วที่คลื่นแพร่กระจาย (พลังงานของคลื่น) โดยตัวกลาง โดยปกติแล้วจะวัดเป็นเมตรต่อวินาที (m / s) ตัวอย่างเช่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง.

ความเร็วการแพร่กระจายสามารถคำนวณได้จากความยาวคลื่นและระยะเวลาหรือความถี่.

V = λ / T = λ f

หรือเพียงแค่หารระยะทางที่คลื่นเดินทางผ่านในช่วงเวลาหนึ่ง:

v = s / t

ตัวอย่าง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นกรณีที่สำคัญที่สุดของคลื่นตามขวาง ลักษณะเฉพาะของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคือตรงกันข้ามกับคลื่นเชิงกลที่ต้องการวิธีการที่จะแพร่กระจายโดยไม่จำเป็นต้องมีวิธีการแพร่กระจายและสามารถทำได้ในสุญญากาศ.

นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางทางกล (ทางกายภาพ) คลื่นตามขวางบางตัวเป็นคลื่นเชิงกลเนื่องจากพวกมันต้องการตัวกลางทางกายภาพสำหรับการแพร่กระจาย คลื่นเชิงกลเหล่านี้เรียกว่าคลื่น T หรือคลื่นเฉือน.

นอกจากนี้ตามที่ได้กล่าวไปแล้วคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแพร่กระจายด้วยความเร็วของแสงซึ่งในกรณีของสุญญากาศนั้นมีค่าเป็น 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

ตัวอย่างของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือแสงที่มองเห็นได้ซึ่งก็คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 ถึง 700 นาโนเมตร.

คลื่นตามขวางในน้ำ

คลื่นตามขวางโดยทั่วไปและกราฟฟิคเป็นอย่างมากคือกรณีที่หิน (หรือวัตถุอื่น ๆ ) ถูกโยนลงไปในน้ำ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นจะมีการสร้างคลื่นวงกลมที่แพร่กระจายจากสถานที่ที่หินกระทบกับน้ำ (หรือโฟกัสของคลื่น).

การสังเกตของคลื่นเหล่านี้ช่วยให้ชื่นชมว่าทิศทางของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในน้ำเป็นแนวตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่ของคลื่น.

สิ่งนี้จะสังเกตได้ดีที่สุดถ้าทุ่นตั้งอยู่ใกล้กับจุดกระแทก ทุ่นขึ้นและลงในแนวตั้งเมื่อคลื่นมาถึงด้านหน้าซึ่งเคลื่อนที่ในแนวนอน.

ความซับซ้อนมากขึ้นคือการเคลื่อนที่ของคลื่นในมหาสมุทร การเคลื่อนไหวของมันไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคลื่นตามขวาง แต่ยังรวมถึงการไหลเวียนของกระแสน้ำเมื่อคลื่นผ่าน ดังนั้นการเคลื่อนไหวที่แท้จริงของน้ำในทะเลและมหาสมุทรจึงไม่สามารถลดลงได้เฉพาะกับการเคลื่อนไหวที่เรียบง่าย.

โบกเชือก

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้อีกกรณีปกติของคลื่นตามขวางคือการกำจัดของการสั่นสะเทือนด้วยเชือก.

สำหรับคลื่นเหล่านี้ความเร็วที่คลื่นแพร่กระจายผ่านสตริงที่ยืดออกจะถูกกำหนดโดยความตึงของสตริงและมวลต่อความยาวหน่วยของสตริง ดังนั้นความเร็วของคลื่นคำนวณจากนิพจน์ต่อไปนี้:

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

ในสมการนี้ T คือความตึงของเชือก, มวลของมันและความยาวของเชือก L.

การอ้างอิง

1. คลื่นตามขวาง (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 21 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
2. รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 21 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
3. คลื่นตามขวาง (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 21 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). ฟิสิกส์และเคมี. เอเวอร์เรส
5. เดวิดซีแคสสิดี้, เจอราลด์เจมส์โฮลตัน, ฟลอยด์เจมส์รัทเธอร์ฟอร์ด (2545). เข้าใจฟิสิกส์. Birkhäuser.
6. ฝรั่งเศส, A.P. (1971). การสั่นสะเทือนและคลื่น (M.I.T. ชุดฟิสิกส์เบื้องต้น). เนลสัน ธ อร์น.