Mekaniske bølger kan deles inn i to kategorier - tverrgående og langsgående bølger. Seismiske P-bølger, lydbølger og ultralydbølger er noen eksempler på langsgående bølger. Havbølger ogelektromagnetiske bølgerertverrgående bølger. Denne bloggen er fokusert på å lære om definisjon av langsgående bølger, dens typer og dens egenskaper.
Definisjonav langsgående bølge
I følge den langsgående bølgedefinisjonen er langsgående bølger de som har en forskyvning av mediet i samme retning som bølgen beveger seg.
Bølgelengden til en bølge er avstanden mellom sentrene til to områder med sjeldne eller kompresjon av en langsgående bølge som ligger fortløpende til hverandre. Det er betegnet med lambda (λ). Hvis områdene for sjeldenhet og kompresjon av to bølger faller sammen, kalles det konstruktiv interferens.
På den annen side, hvis områdene med sjeldne og kompresjon av en langsgående bølge ikke faller sammen, kalles det destruktiv interferens.
Hvis du slipper en komprimert spiralfjær i den ene enden, kan du se en kompresjonsbølge bevege seg gjennom lengden, etterfulgt av et strekkområde. Det er et punkt på enhver spiral av fjæren som beveger seg med bølgen. Den går tilbake langs samme bane, passerer gjennom den nøytrale posisjonen, og reverserer deretter bevegelsen igjen.
Den samme kompresjonen og sjeldenheten oppleves av lydbølger som beveger seg gjennom luften. Denne kompresjonen og sjeldnegjøringen skjer i retning av mediet når bølgene beveger seg frem og tilbake.
Longitudinell bølgeformel
Formelen for en langsgående bølge er:
y(x,t)= cos[ω(t−x/c)]
Her,
x representerer avstanden tilbakelagt av punktet fra kilden til bølgen
y representerer forskyvningspunktet på den bevegelige lydbølgen
t representerer tiden som har gått
y0 står for oscillasjonsamplituden
ω representerer vinkelfrekvensen til bølgen
c representerer bølgehastigheten
Mengde x/c = tid (bølgen tar å reise avstanden x).
Vi kan representere frekvensen (f) til bølgen med følgende formel:
f=ω2π
Vi håper at du nå har en klar forståelse av hva en langsgående bølge og formelen er. La oss nå lære om hva lydbølger og trykkbølger er.
Kompresjoner og sjeldne reaksjoner
En vibrerende stemmegaffel kan produsere langsgående bølger. Når den vibrerer, skyver den de nærliggende luftpartiklene. Mens dens fremadgående bevegelse skyver luftmolekylene i horisontal retning, gir tilbaketrekkingen av gaffelen et område med lavt trykk som lar luftpartiklene bevege seg tilbake til venstre.
Fordi luftpartiklene beveger seg i en lengderetning, er det punkter hvor de komprimeres og noen andre punkter hvor de er spredt lenger fra hverandre. Disse områdene blir henholdsvis referert til som kompresjoner og sjeldenheter.
Mens lufttrykket er høyt i områdene med kompresjoner, er det lavt ved sjeldenheter. Nedenfor er et diagram som viser en lydbølge produsert av en bevegelig stemmegaffel som forplanter seg gjennom luften. Du kan se kompresjonene og sjeldenhetene til bølgen i diagrammet.
Lydbølger
En lydbølge er en langsgående bølge skapt av vibrerende bevegelse av partikler som beveger seg gjennom et ledende medium. Stemmegaffelen er et eksempel på en langsgående bølge (eksempel på lydbølge).
Amplituden til bølgen i lydbølger kan defineres som forskjellen mellom den høyeste mengden trykk som produseres av bølgen og trykket i luften i uforstyrret tilstand. Hastigheten som lyden forplanter seg med avhenger av sammensetningen av mediet den forplanter seg gjennom, typen og temperaturen.
Trykkbølger
Lyd er en langsgående bølge som består av repeterende mønstre av lav- og høytrykksområder som beveger seg via et medium, som noen ganger kalles trykkbølger. Hvis du bruker en detektor for å oppdage en lydbølge, vil den kunne oppdage trykksvingninger når lydbølgene forplanter seg gjennom deteksjonsenheten.
På et tidspunkt vil enheten oppdage et høytrykk som tilsvarer ankomsten av kompresjon av den langsgående bølgen på deteksjonsstedet. På et annet tidspunkt vil detektoren oppdage normalt trykk.
Til slutt vil den detektere et lavt trykk som vil tilsvare ankomsten av sjeldnere på deteksjonsstedet. Disse trykksvingningene, som detekteres av detekteringsanordningen, forekommer med jevne mellomrom periodisk.
Så en grafisk representasjon av trykket vs tid vises som en sinuskurve. Toppen av denne kurven representerer kompresjonene mens de lave punktene representerer sjeldenhetene. Nullpunktet representerer trykket luften ville ha hvis den ikke sto overfor forstyrrelser.
Nedenfor er et diagram som viser forholdet mellom en bølges langsgående natur i luft og trykk-tidsfluktuasjonene som skapes av den på et bestemt punkt.
Derfor er lyden en langsgående bølge som forplanter seg gjennom luften med områder med kompresjoner og sjeldenheter. Ettersom lyden er en langsgående bølge som beveger seg gjennom luft eller et annet medium, skjer ikke bevegelsen til luftpartiklene på en tverrgående måte. Derfor er dette virkelig langsgående bølger.
Kjennetegn på langsgående bølger
Komprimering
Kompresjon refererer til et område i en langsgående bølge hvor bølgepartiklene ligger nærmest hverandre.
Sjeldenhet
Det refererer til et område i en langsgående bølge hvor bølgepartiklene ligger lengst unna hverandre.
Bølgelengde
Bølgelengden til en bølge refererer til avstanden mellom to påfølgende punkter på bølgen. Disse to påfølgende punktene kan ligge mellom to sjeldenheter eller to kompresjoner. Med andre ord er bølgelengden den avstanden som dekkes av en forstyrrelse i mediet i en bølgesyklus. Siden mønsteret gjentas av en bølge en gang hver syklus, representerer noen ganger bølgelengden lengden på de repeterende mønstrene.
Denne lengden måles vanligvis fra toppen av en viss bølge til toppen av den tilstøtende bølgen i en tverrbølge. Det kan også måles fra bunnen av en bølge til bunnen til den tilstøtende bølgens bunn. Det er ingen bunner og topper i en langsgående bølge, så det er en annen metode for å beregne bølgelengden.
En langsgående bølge består av gjentatte mønstre av sjeldnere og kompresjoner. Her måler vi bølgelengden som avstanden mellom en kompresjon til den neste eller avstanden mellom en sjeldnere til den neste.
Amplitude
Amplitude kan defineres som maksimal forskyvning av bølgepartikkelen fra hvilepunktet. Amplitude, i en langsgående bølge, er avstanden fra likevektsposisjonen i mediet til området for sjeldnere eller kompresjon.
Periode og frekvens
Perioden er tiden bølgen tar å fullføre én bølgelengde, mens antall bølgelengder per sekund er frekvensen til en langsgående bølge.
Forskjellen mellom langsgående og tverrgående bølge
| Langsgående bølger | Tverrgående bølge |
| Bevegelsesretningen til en langsgående bølge er mot dens forplantning. | Bevegelsen til en tverrbølge er vinkelrett på retningen den forplanter seg i. |
| Eksemplet på langsgående bølge er en lydbølge. | For eksempel vannbølger. |
| Den er sammensatt av flere regioner med kompresjoner og sjeldenheter. | Den er sammensatt av topper og kummer. |
Konklusjon
Vi håper at du etter å ha gått gjennom bloggen vil være i stand til å svare på de fleste vanlige spørsmålene som stilles om langsgående bølger i eksamen. Les den nøye igjen for å fjerne konseptene dine på et grunnleggende nivå.
ofte stilte spørsmål
1. Hva kjennetegner lyd?
Egenskapene til lyd er tonehøyde, kvalitet og lydstyrke. Tonehøyde er posisjonen til en lydbølge på en rekke frekvenser, enten høye eller lave. Kvaliteten på en lyd er en egenskap som lar oss skille en lyd fra en annen. Lydstyrken til en lyd refererer til dens intensitet.
2. Hva skjer hvis en rullestein faller i det stille vannet i en dam?
Hvis vi slipper en småstein i det stille vannet i en dam, dannes det krusninger. Disse krusningene sprer seg, danner alternative topper og er sirkulære i form. Denne forstyrrelsen oppstår som et resultat av den kinetiske energien til luftpartiklene som får dem til å svinge. Denne kinetiske energien overføres til de neste lagene, noe som resulterer i dannelsen av krusninger.
3. Definer mekaniske bølger og hva slags typer.
En mekanisk bølge skapes av oscillerende stoff som overfører energi gjennom mediet den forplanter seg. Det er to typer mekaniske bølger - tverrgående og langsgående.
En langsgående bølge kan defineres som en der retningen til mediets vibrasjon ligger parallelt med bølgens. Forskyvningen av mediet er imidlertid i retning av bølgens bevegelse. Hovedegenskapene er sjeldenhet, amplitude, kompresjon, frekvens og periode.
4. Angi hovedforskjellen mellom en tverrgående og langsgående bølge.
Mens en langsgående bølge forplanter seg i retningen til mediet, beveger en tverrbølge seg vinkelrett på retningen til mediet. Tverrgående bølger er sammensatt av bunner og topper, mens langsgående bølger er sammensatt av sjeldnere og kompresjoner.
FAQs
Hva er en Langsbølge? ›
Hvis hver enkelt svingende enhet svinger langs samme retning som bølgene går, er det en longitudinal bølgebevegelse, langsbølger.
Hva er kjennetegn på en bølge? ›En bølge er en forstyrrelse eller utslag som sprer seg gjennom rommet med konstant hastighet og dermed overfører energi. Mens lydbølger og vannbølger brer seg i et medium, kan elektromagnetisk stråling og gravitasjonsbølger spre seg gjennom vakuum med lyshastigheten.
Hva er forskjellen på langs og Tversbølger? ›I tversbølger foregår svingebevegelsen normalt (tvers) på retningen til bølgen. I langsbølger foregår svingebevegelsen langs samme retning, eller i motsatt retning, til bølgebevegelsen.
Hvordan regne ut lambda? ›Betegnelsen for bølgelengde er λ (lambda) og måles i meter. Formelen for bølgelengde er da λ = c/f. Lys er elektromagnetisk stråling, og vi kjenner til fra naturfag at det har forskjellig bølgelengde avhengig av hvilken farge det er.
Har Langsbølger amplitude? ›- I langsbølger har farten og amplituden samme retning (lydbølger).
Hvordan regne ut bølge? ›Tiden en bølge bruker på å bevege seg en bølgelengde kalles perioden, T. Man kan derfor også si at en bølgelengde er den avstanden en bølge beveger seg i løpet av en periode. Hvis bølgen beveger seg med en hastighet c får vi formelen λ = cT.
Hva er forskjellen på Bølgefart og frekvens? ›Farten en bølge beveger seg med, kaller vi bølgefarten. Dersom vi følger bølgetoppen til en vannbølge, vil farten denne flytter seg med, være lik bølgefarten. Frekvensen til bølgen er antallet bølgetopper som passerer et punkt per sekund. Dette er det samme som antall svingninger per sekund.
Er stråling og bølger det samme? ›Stråling og bølger er veldig nært forbundet. Stråling er bølger, men bølger kan også være noe annet enn stråling.
Hva er amplitude bølge? ›Amplituden er et mål på hvor sterk svingningen er. For eksempel er det amplituden i en lydbølge som avgjør lydnivået, mens frekvensen bestemmer toneleiet. For havbølger er det mest vanlig å angi størrelsen på bølgene som bølgehøyde, det vil si avstanden mellom bølgedal og bølgetopp.
Hva er tvers bølger? ›Transversalbølger er bølger hvor svingningene foregår på tvers av bølgens forplantningsretning. Transversalbølger kalles også tversbølger.
Hva kjennetegner en mekanisk bølge? ›
Mekaniske bølger genereres av mekaniske vibrasjoner, og elektromagnetiske bølger genereres av elektromagnetiske svingninger. Utbredelse av mekaniske bølger krever et spesifikt medium. Forplantningshastigheten i forskjellige medier er også forskjellig, og den kan ikke overføres i et vakuum i det hele tatt.
Er Vannbølger Tversbølger? ›Vannbølger er egentlig en kombinasjon av langs- og tversbølger. Se for deg en liten trebit som flyter nær toppen av en sjø der det er bølger.
Hva forteller lambda? ›Lambda-verdi har tegnet λ og angis i enheten W/mk, det vil si hvor mange watt (W) som mistes per meter (m) av et bestemt materiale ved 1 grads forskjell mellom den varme og den kalde siden. En høy lambda-verdi betyr et materiale som er bra til å lede varme. Jo lavere lambda-verdien er, desto bedre isolerer materialet.
Hvor mye er lambda? ›Varmeledningsevnen til et materiale blir gjerne forklart med den greske bokstaven λ, lambda. Lambdaverdien er et uttrykk for hvor mye energi, watt, som trenger gjennom én meter av materialet når forskjellen på varm og kald side er én grad kelvin. Lambdaverdi angis i W/mK. Lambdaverdien for Proff 34 er 0,034 W/mK.
Er bølgelengde og frekvens det samme? ›Bølgelengde angis ofte med tegnet λ, som er den greske bokstaven lambda. Bølgelengde på en sinuskurve. Vi får altså bølgelengden av en bølge ved å dividere hastighet med frekvens. Frekvens er omvendt proporsjonalt med bølgelengden, noe som betyr at jo høyere bølgelengden blir, desto lavere blir frekvensen og omvendt.
Hva er et medium bølger? ›Mekaniske bølger beveger seg gjennom et medium bestående av gass, væske eller fast stoff. Vanndråper som faller ned i vann gir periodiske bølger som brer seg utover fra treffpunktet. Skjer forflytningen vinkelrett på retningen bølgen beveger seg gir dette transverse bølger.
Hva vil det si at bølgelengden er 0.3 m? ›Hva vil det si at bølgelengden er 0,3m? At bølgelengden er 0,3m vil si at avstanden mellom en bølgetopp til en annen er 0,3m.
Hva menes med en stående bølge? ›Stående bølger er bølgelignende svingebevegelser der hvert punkt i mediet som svinger, bare beveger seg opp og ned. En stående bølge flytter seg altså ikke fremover i rommet.
Når bryter en bølge? ›En bølge bryter når forholdet mellom bølgehøyde og bølgelengde (stigningstall/steilhet) overstiger forholdet 1:7 (eller 0.143 på desimalform). En bølge bryter også når forholdet mellom bølgehøyde og vanndybde er mellom 3:5 og 4:5 (eller 0.6 og 0.8 på desimalform).