Vlny nejsou jen ve vodě. Skládají se ze zvuku, světla atd. Jak to může být a jaké jsou vlny obecně?
Esence
Tento termín se používá v různých vědeckých oborechoblasti, ale především ve fyzice. Podle terminologie této disciplíny je proces šíření oscilací vlnou. Definice je jednoduchá, ale ve skutečnosti to není tak jednoduché. V tomto případě se jednotlivé částice nepohybují, ale pohybují se pouze v blízkosti svých rovnovážných poloh. Co vyplývá z takové vlastnosti vln: jsou prostředkem přenosu energie bez změn hmoty. Někdy se to stane, ale pouze jako vedlejší účinek. Ti, kteří byli alespoň jednou na moři, mají dobrou představu o tom, co je vlna.
Definice však není jediná věcmusíte vědět, když čelíte tomuto jevu. Je důležité, aby byl extrémně úzce propojen s oscilací, proto se jejich studium vyskytuje společně teoreticky i v praxi.
Původ
Vlny lze generovat různými způsoby.Příčinou jejich výskytu je vždy excitace částic a jejich odstranění z rovnováhy. To lze provést pomocí speciálních zařízení, jako jsou antény nebo zářiče. Kromě toho může být příčinou také nestabilita, jako je tomu v případě silného větru, kvůli kterému proudí vodou voda.
Historie studia tohoto jevu
Studium mechanismu výskytu aŠíření vln v různých vědních oborech, jako je oceánografie, seismologie, mechanika, akustika, medicína a samozřejmě fyzika obecně, stejně jako mnoho dalších, studovalo mnoho slavných vědců. Věří se, že německý vědec Heinrich Hertz přispěl nejvýznamnějším příspěvkem. Založil několik zákonů a objevil dříve neznámé jevy související s interakcí elektromagnetických vln, například interference, difrakce a polarizace. Jeho výzkum byl následně použit k vytváření rádiových komunikací. Samozřejmě byli i další vědci, kteří studovali tento jev a významně přispěli k rozvoji vědy, například Maxwell, ale v jednotce měření vlnové frekvence byl zvěčněn Hertzovo jméno.
Typy vln
Existuje velké množství klasifikacírůzné známky. Za prvé, toto je směr vlnových kmitů. Typy vln podle tohoto kritéria: podélné, příčné, smíšené. Existují zcela odlišné způsoby jejich seskupení: popis podle rovnic, geometrie, fyzického prostředí atd.
Je důležité, že když k tomuto jevu dojde, niczásadně nová věc se neobjevuje, mění se pouze organizace částic, což vede k určitým událostem. Z pohledu vnímání to lze vyjádřit jako světlo, barvu, zvuk, záření, neviditelnou energii pro oko atd. Lze je také klasifikovat.
Kromě toho, mechanické aelektromagnetické vlny. Druhy vln z první kategorie lze také rozdělit na elastické a vlny vznikající na hladině vody. Tato klasifikace zahrnuje zohlednění distribučního prostředí. Obecně platí, že hlavní a nejoblíbenější divize zahrnuje pouze zvukové a elektromagnetické vlny. O nich v budoucnu a budou probrány podrobněji.
Obecný popis
Každá vlna má řadu vlastností a parametrů,podle kterého to může být popsáno. Zaprvé je to jeho délka, která je označena λ (lambda). Kromě toho má frekvenci, periodu a rychlost. Samostatně se rozlišuje přední strana vlny nebo povrch, to znamená více bodů ve stejné fázi, a paprsek nebo vektor ukazující směr šíření.
Poslední dva parametry jsou spojeny s jinýmklasifikace. V závislosti na typu přední strany mohou být vlny sférické a rovinné. Pro zjednodušené výpočty a řešení některých problémů lze plochu považovat za rovnou, ale pouze pokud je ze zdroje významně odstraněna. Na základě všech těchto charakteristik se rozlišují různé typy vln.
Příklady
Kromě těch nejzjevnějších věcí, jako je zvukstruny nebo vlny na moři, můžete také myslet na kruhy na vodě, které se objevují z opuštěného kamene, výbuchy, spánek na měkké matraci a mnoho dalších jevů. Ultrafialové nebo infračervené paprsky, stejně jako to, co není lidskému uchu slyšet, jsou projevy stejného jevu, šíření vln. Druhy vln jsou tak rozmanité a samy o sobě jsou tak rozmanité, že je opravdu těžké uvěřit, že takové různé věci mají ve skutečnosti stejnou povahu.
Zvukové vlny: funkce
Slyšení dává člověku obrovské množství informacío světě kolem. Ale bez vln by to nebylo možné. Odrůda zvuku se vztahuje na elastickou. Jejich znakem je, že délka takových vln, a tedy i frekvence, jsou takové, že výška je v doslechu. U lidí je tento rozsah 20 až 20 000 hertzů. Všechno dole se nazývá infrazvuk a výše se nazývá ultrazvuk. První je stále špatně studován, ale druhý je široce používán ve vědě, medicíně a mnoha dalších oborech. Toto jsou typy zvukových vln. Jejich vlastnosti jsou určeny parametry, jako je délka, frekvence a kombinace různých typů vibrací. Závisí na tom objem, rozteč a zabarvení.
Jako každá jiná vlna, zvuk je ze své podstatyzpůsobené vibracemi. Cítíte to například stojící na koncertě vedle řečníka. Vlny se mohou šířit v mnoha typech médií, včetně kapalin a pevných látek. Ve vakuu se předpokládá, že nejsou slyšet žádné zvuky. To je důvod, proč tak často existují výčitky vůči hollywoodským režisérům, kteří natáčejí scény s velkými a hlasitými explozemi ve vzdušném prostoru. Studium zvukových vibrací a vln se zabývá poměrně rozsáhlou částí fyziky - akustikou. Tato mimořádně zajímavá věda má v životě mnoho aplikací. Například pomocí akustických znalostí jsou koncertní a operní sály navrženy tak, aby představení byla jasně slyšitelná kdekoli.
Zvukové vnímání lidmi a zvířatydochází k přeměně mechanických vibrací na elektrické signály. Tento mechanismus je poněkud komplikovaný, ale jeho hodnotu nelze přeceňovat. Totéž však lze říci o zvucích obecně. S jejich pomocí můžete komunikovat, přenášet informace, měnit náladu. Ovlivňují lidi, i když jsou mimo doslech. Proto například existuje pojem „znečištění hlukem“. Jednotka hlasitosti zvuku je bílá, pojmenovaná po vědci A. Bell, vynálezci telefonu.
Vlastnosti a typy elektromagnetických vln
Ale existuje zvláštní typ kmitání, bez kteréhoje těžké si představit moderní život. Pokud by nebyly objeveny elektromagnetické vlny, mobilní telefony, bezdrátové, rádiové, mikrovlnné trouby a mnoho dalších zařízení by neexistovaly. Bylo by také nemožné vnímat barvu a světlo by neexistovalo. Jak si to dokážete představit?
Na rozdíl od zvuků, tento druh vibracíse mohou šířit v jakémkoli médiu, včetně vakua, a jejich rychlost je stejná jako rychlost světla. Ve skutečnosti jde o šíření elektromagnetických polí v prostoru a čase. Jejich struktura je velmi zajímavá, protože se skládá ze dvou částí. Magnetická a elektrická pole se střídavě vytvářejí a šíří se podél vzájemně kolmých vektorů. Jednou z hlavních vlastností takové vlny je, že je vždy příčná. Navíc se vždy šíří se zrychlením.
V závislosti na jejich délce existují různé typy elektromagnetických vln. Existuje 6 hlavních rozsahů od nejdelších po nejkratší:
- rádiové vlny;
- infračervené záření, jinými slovy, teplo;
- viditelné světlo a barvy;
- ultrafialový;
- X-ray
- gama záření (včetně záření).
Koneckonců, je skutečně prakticky nemožné představit si svět bez všech těchto jevů.
