Sóng ngang: Đặc điểm và ví dụ
Sóng ngang là những sóng trong đó dao động xảy ra theo hướng vuông góc với hướng truyền của sóng. Ngược lại, sóng dọc là sóng trong đó sự dịch chuyển qua môi trường xảy ra theo cùng một hướng trong đó sự dịch chuyển của sóng xảy ra.
Cần nhớ rằng sóng truyền qua một môi trường nhờ vào sự rung động mà chúng gây ra trong các hạt của môi trường nói trên. Sau đó, hướng truyền của sóng có thể song song hoặc vuông góc với hướng mà các hạt dao động. Do đó, sự phân biệt giữa sóng ngang và sóng dọc được đánh dấu.
Ví dụ điển hình nhất của sóng ngang là sóng tròn truyền qua bề mặt nước khi ném đá. Sóng ngang là sóng điện từ cũng như ánh sáng. Đối với sóng điện từ, có trường hợp cụ thể là không có sự rung động của các hạt như nó xảy ra trong các sóng khác.
Mặc dù vậy, chúng là sóng ngang vì điện trường và từ trường liên kết với các sóng này vuông góc với hướng truyền của sóng. Các ví dụ khác về sóng ngang là sóng được truyền dọc theo chuỗi và sóng S hoặc sóng địa chấn thứ cấp.
Các tính năng
Các sóng, cho dù ngang hay dọc, có một loạt các đặc điểm xác định chúng. Nói chung, các đặc điểm quan trọng nhất của sóng là những đặc điểm được giải thích dưới đây:
Biên độ sóng (A)
Nó được định nghĩa là khoảng cách giữa điểm xa nhất từ sóng và điểm cân bằng của nó. Vì nó là một chiều dài, nó được đo bằng đơn vị chiều dài (thường được đo bằng mét).
Bước sóng (λ)
Nó được định nghĩa là khoảng cách (thường được đo bằng mét) đi qua một sự xáo trộn trong một khoảng thời gian nhất định.
Khoảng cách này được đo, ví dụ, giữa hai đường vân liên tiếp (các đường vân là điểm xa nhất từ vị trí cân bằng trên đỉnh sóng) hoặc giữa hai thung lũng (điểm xa nhất từ vị trí cân bằng trên đáy sóng) nối tiếp nhau.
Tuy nhiên, bạn thực sự có thể đo giữa bất kỳ hai điểm liên tiếp nào của sóng cùng pha.
Thời kỳ (T)
Nó được định nghĩa là thời gian (thường được tính bằng giây) mà sóng cần để truyền qua một chu kỳ hoặc dao động hoàn chỉnh. Nó cũng có thể được định nghĩa là thời gian sóng truyền đi một khoảng cách tương đương với bước sóng của nó.
Tần số (f)
Nó được định nghĩa là số lượng dao động xảy ra trong một đơn vị thời gian, thường là một giây. Theo cách này, khi thời gian được đo bằng giây (s), tần số được đo bằng Hertz (Hz). Tần suất thường được tính từ giai đoạn theo công thức sau:
f = 1 / T
Tốc độ truyền sóng (v)
Đó là tốc độ mà sóng truyền (năng lượng của sóng) bằng một phương tiện. Nó thường được đo bằng mét trên giây (m / s). Ví dụ, sóng điện từ lan truyền với tốc độ ánh sáng.
Tốc độ lan truyền có thể được tính từ bước sóng và chu kỳ hoặc tần số.
V = λ / T = λ f
Hoặc đơn giản là chia khoảng cách mà sóng truyền đi trong một thời gian nhất định:
v = s / t
Ví dụ
Sóng điện từ
Sóng điện từ là trường hợp quan trọng nhất của sóng ngang. Một đặc điểm đặc biệt của bức xạ điện từ là, trái với sóng cơ học đòi hỏi phải có phương tiện để lan truyền, không cần phương tiện để truyền đi và có thể làm như vậy trong chân không.
Điều này không có nghĩa là không có sóng điện từ di chuyển qua môi trường cơ học (vật lý). Một số sóng ngang là sóng cơ học, vì chúng đòi hỏi một môi trường vật lý để lan truyền. Những sóng cơ học ngang này được gọi là sóng T hoặc sóng cắt.
Hơn nữa, như đã đề cập ở trên, sóng điện từ lan truyền với tốc độ ánh sáng, trong trường hợp chân không có thứ tự 3 ∙ 10 8 m / s.
Một ví dụ về sóng điện từ là ánh sáng khả kiến, đó là bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ 400 đến 700nm.
Sóng ngang trong nước
Một sóng ngang rất điển hình và rất đồ họa là trường hợp khi một hòn đá (hoặc bất kỳ vật thể nào khác) bị ném xuống nước. Khi điều này xảy ra, sóng tròn được tạo ra lan truyền từ nơi đá đã tác động lên mặt nước (hoặc trọng tâm của sóng).
Việc quan sát các sóng này cho phép đánh giá cao hướng rung động diễn ra trong nước vuông góc với hướng dịch chuyển của sóng.
Điều này được quan sát tốt nhất nếu một chiếc phao được đặt gần điểm va chạm. Chiếc phao bay lên và hạ xuống theo chiều dọc khi các mặt sóng đến, di chuyển theo chiều ngang.
Phức tạp hơn là sự chuyển động của sóng trong đại dương. Chuyển động của nó không chỉ liên quan đến việc nghiên cứu sóng ngang, mà còn cả sự lưu thông của dòng nước khi sóng đi qua. Do đó, chuyển động thực sự của nước trong biển và đại dương không thể chỉ giảm xuống thành một chuyển động điều hòa đơn giản.
Sóng trên một sợi dây
Như đã nói ở trên, một trường hợp sóng ngang phổ biến khác là sự dịch chuyển của một rung động bởi một chuỗi.
Đối với các sóng này, tốc độ mà sóng truyền qua chuỗi bị kéo dài được xác định bởi độ căng của chuỗi và khối lượng trên một đơn vị độ dài của chuỗi. Do đó, tốc độ của sóng được tính từ biểu thức sau:
V = (T / m / L) 1/2
Trong phương trình này T là lực căng của chuỗi, m khối lượng của nó và L chiều dài của chuỗi.
