Valovi: vrste valova i definicija vala. Vrste elektromagnetskih i zvučnih valova

Valovi nisu samo u vodi. Oni se sastoje od zvuka, svjetla, itd. Kako to može biti i koji su valovi općenito?

suština

Ovaj pojam se koristi u različitim znanstvenim područjima, ali prvenstveno u fizici. Prema terminologiji ove discipline, proces širenja oscilacija je val. Definicija nije teška, ali u stvarnosti sve nije tako jednostavno. U tom se slučaju pojedinačne čestice ne pomiču, već se samo kreću blizu njihovih ravnotežnih položaja. Iz onoga što slijedi ova svojstva valova: oni su sredstvo prijenosa energije bez promjene materije. Ponekad se to dogodi, ali samo kao nuspojava. Oni koji su ikada bili na moru, savršeno zamisliti koji val.

Definicija, međutim, nije jedina stvar koju trebate znati kada se suočite s ovim fenomenom. Ono što je važno je da je iznimno blisko povezano s fluktuacijama, pa se njihova studija odvija u teoriji iu praksi.

podrijetlo

Valovi se mogu generirati na različite načine. Uzrok njihove pojave uvijek je uzbuda čestica i njihovo uklanjanje iz ravnoteže. To se može učiniti uz pomoć posebnih uređaja, poput antena ili emitera. Pored toga, uzrok može biti pojava nestabilnosti, kao u slučaju jakog vjetra, zbog čega se valovi bore uz vodu.

Povijest fenomena

Istraživanje mehanizma pojavljivanja i širenja valova u raznim znanstvenim disciplinama, kao što su oceanologija, seizmologija, mehanika, akustika, medicina i, naravno, fizika općenito i mnogi drugi, proučavali su mnogi poznati znanstvenici. Vjeruje se da je najznačajniji doprinos njemački istraživač Heinrich Hertz. Utemeljio je neke pravilnosti i otkrio ranije nepoznate pojave povezane s interakcijom elektromagnetskih valova, na primjer, smetnje, difrakcije i polarizacije. Njegova su istraživanja kasnije korištena za stvaranje radijskih komunikacija. Naravno, bilo je i drugih znanstvenika koji su proučavali ovu pojavu i dali značajan doprinos razvoju znanosti, na primjer, Maxwell, ali to je bio Hertzovo ime koje je bilo besmrtno u mjernoj jedinici valne frekvencije.

Vrste valova

Postoji ogroman broj klasifikacija na raznim osnovama. Prije svega, ovo je smjer valnih oscilacija. Vrste valova po ovom kriteriju: uzdužno, poprečno, pomiješano. Postoje i potpuno različiti načini njihova grupiranja: opis jednadžbi, geometrija, fizičko okruženje i tako dalje.

Važno je da se, kada se pojavi ova pojava, ne pojavljuje ništa što je u osnovi novo u tvari, samo promjena organizacijskih čestica koja stvara određene događaje. S gledišta percepcije može se izraziti kao svjetlost, boja, zvuk, zračenje, kao i energija koja je nevidljiva za oči itd. S druge strane, one se mogu klasificirati.

Osim toga, mehanički i elektromagnetski valovi još uvijek se mogu razlikovati. Vrste valova iz prve kategorije također se mogu podijeliti na elastične valove i one koji se pojavljuju na površini vode. Ova klasifikacija podrazumijeva razmatranje medija za razmnožavanje. Općenito, glavna i najpopularnija podjela uključuje samo zvučne i elektromagnetne valove. O njima će u budućnosti biti detaljnije raspravljano.

Opći opis

Svaki val ima niz svojstava i parametara s kojima se može opisati. Prvo, to je njegova duljina, koju označava (lambda). Osim toga, ima frekvenciju, razdoblje i brzinu. Valna duljina ili površina, to jest skup točaka u istoj fazi, a zraka ili vektor koji označava smjer razmnožavanja izdvajaju se odvojeno.

S posljednjim dvama parametrima povezana je još jedna klasifikacija. Ovisno o vrsti fronte, valovi mogu biti sferni i ravni. Za pojednostavljene izračune i za rješavanje nekih problema, površina se može smatrati ravnim, ali samo ako je značajno uklonjena iz izvora. Na temelju svih ovih svojstava, razlikuju se različite vrste valova.

primjeri

Pored najobimljivijih stvari, poput zvuka gudača ili valova na moru, moglo bi se također razmišljati o krugovima na vodi koja se pojavljuju iz napuštenog kamena, eksplozija, snovi na mekanom madracu i mnogim drugim fenomenima. Ultraviolet ili infracrvene zrake, kao i ono što ne može čuti ljudskom uhu - sve su to manifestacije iste pojave, širenje vala. Vrste valova su toliko raznolike, a oni sami toliko su jednostrani da je stvarno teško vjerovati da takve različite stvari, u stvari, imaju jednu prirodu.

Zvučni valovi: značajke

Slušanje daje osobi ogromnu količinu informacija o svijetu oko sebe. Ali bez valova, bilo bi nemoguće. Njihova razina zvuka odnosi se na elastičnost. Njihova se osobitost sastoji u činjenici da je duljina takvih valova i, sukladno tome, učestalost takva da je nadmorska visina unutar slušnog zvuka. Za ljude ovaj raspon je od 20 do 20.000 hertz. Sve što je niže nazivamo infrasound, i iznad - ultrazvuk. Prvi je još uvijek slabo poznat, ali drugi se široko koristi u znanosti, medicini i mnogim drugim područjima. To su vrste zvučnih valova. Njihove karakteristike određene su parametrima kao što su duljina, frekvencija i kombinacija različitih načina vibracija. Ovisno o tome, glasnoću, visini i tonu.

Kao i svaki drugi val, zvuk je prirodno uzrokovan fluktuacijama. To se može osjetiti, na primjer, dok stoji na koncertu pored stupca. Valovi se mogu širiti u mnogim vrstama medija, uključujući tekućine i čvrste. U vakuumu, kako se vjeruje, zvukovi se ne čuju. Zato se tako često ponekad opterećuju redatelji holivudskih redatelja, snimajući scene s velikim i glasnim eksplozijama u zračnom prostoru. studija zvučne vibracije i valovi se bave prilično opsežnim dijelom fizike - akustičnosti. Ova iznimno zanimljiva znanost ima mnogo koristi u životu. Na primjer, pomoću akustičke znanja, koncertne i operne sobe dizajnirane su tako da se prezentacije mogu čuti na bilo kojem mjestu.

Percepcija zvukova od strane čovjeka i životinja posljedica je pretvorbe mehaničkih vibracija u električne signale. Ovaj je mehanizam prilično složen, ali njegova se vrijednost ne može previše naglasiti. Međutim, isto se može reći i za zvukove općenito. Pomoću njihove pomoći možete komunicirati, prenositi informacije, promijeniti svoje raspoloženje. Oni utječu na ljude, čak i ako nisu uši. Zato postoji, na primjer, koncept "zagađenje buke". Po jedinici glasnoću zvuka usvojen, imenovan tako u čast znanstvenika A. Bella, izumitelj telefona.

Svojstva i vrste elektromagnetskih valova

Ali postoji i poseban tip oklijevanja, bez kojeg je teško zamisliti moderni život. Mobilni telefoni, bežična komunikacija, radio, mikrovalna pećnica i mnogi drugi uređaji ne bi postojali ako elektromagnetski valovi nisu bili otvoreni. A ipak bi bilo nemoguće opaziti boju, a svjetlost ne bi postojala. Je li moguće zamisliti ovo?

Za razliku od zvukova, ova vrsta oscilacije može se širiti u bilo kojem mediju, uključujući i u vakuumu, a brzina je jednaka brzini svjetlosti. Zapravo, ova vrsta valova je širenje elektromagnetskih polja u prostoru i vremenu. Njihova je struktura iznimno zanimljiva, jer se sastoji od dva dijela. Magnetska i električna polja naizmjenično stvaraju jedni druge i propagiraju uzduž međusobno okomitih vektora. Jedno od glavnih svojstava takvog vala je da je uvijek poprečno. Osim toga, uvijek se širi s ubrzanjem.

Postoje različite vrste elektromagnetskih valova, ovisno o njihovoj duljini. Postoji 6 glavnih raspona od najduljeg do najkraćeg:

• radio valovi;
• infracrveno zračenje, drugim riječima, toplina;
• vidljivo svjetlo i boje;
• ultraljubičasto svjetlo;
• X-zrake;
• gama zračenja (uključujući zračenje).

Doista, praktički je nemoguće zamisliti svijet bez svih tih fenomena.