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波：波の種類と波の定義。電磁波と音波の種類

波は水に限定されません。音や光などはそれらで構成されていますが、これはどのようになり、一般的に波とは何ですか？

エッセンス

この用語は、さまざまな科学で使用されますフィールドですが、とりわけ物理学です。この分野の用語によると、振動の伝播のプロセスは波です。定義は単純ですが、実際には、すべてがそれほど単純ではありません。この場合、個々の粒子は移動せず、平衡位置の近くでのみ移動します。波のそのような特性に続くものから：それらは物質を変えることなくエネルギーを伝達する手段です。時々これも起こりますが、それは副作用としてだけです。海に行ったことのある人は、波が何であるかをよく知っています。

ただし、その定義だけではありません。この現象に直面したときを知る必要があります。重要なことは、それが振動と非常に密接に相互に関連しているということです。したがって、それらの研究は理論と実際の両方で共同で行われます。

原点

波はさまざまな方法で生成できます。それらの発生の原因は、常に粒子の励起と平衡からのそれらの除去です。これは、アンテナやラジエーターなどの特別なデバイスを使用して行うことができます。また、強風が水に波紋を引き起こすなどの不安定性によっても引き起こされる可能性があります。

現象の研究の歴史

発生のメカニズムを研究することによって海洋学、地震学、力学、音響学、医学、そしてもちろん物理学一般など、さまざまな科学分野での波の伝播は、多くの有名な科学者によって研究されてきました。最も重要な貢献は、ドイツの研究者ハインリヒヘルツによってなされたと考えられています。彼はいくつかのパターンを確立し、電磁波の相互作用に関連するこれまで知られていなかった現象、たとえば干渉、回折、偏光を発見しました。彼の研究は後に無線通信を作成するために使用されました。もちろん、この現象を研究し、科学の発展に多大な貢献をしたマクスウェルなどの他の科学者もいましたが、波の周波数の測定単位で不滅にされたのはヘルツの名前でした。

波の種類

の分類は膨大な数になりますさまざまな兆候。まず第一に、これは波の振動の方向です。この基準に従った波のタイプ：縦波、横波、混合波。それらをグループ化する方法もまったく異なります。方程式、形状、物理的環境などによる記述です。

この現象が発生した場合、何もしないことが重要です根本的に新しい物質は現れず、粒子の組織だけが変化し、それが特定のイベントを引き起こします。知覚の観点から、これは光、色、音、放射線、そして目に見えないエネルギーなどとして表現することができます。次に、それらは分類することもできます。

さらに、機械的および電磁波。最初のカテゴリーの波のタイプは、弾性波と水面で発生する波に分けることもできます。この分類は、流通環境の考慮を意味します。一般的に、主で最も人気のある部門には、音波と電磁波のみが含まれます。これらについては、今後さらに詳しく説明します。

一般的な説明

どのウェーブにも多くのプロパティとパラメータがあります。それを説明することができます。まず、それはその長さであり、λ（ラムダ）として表されます。さらに、頻度、期間、速度があります。これとは別に、波面または表面、つまり同じ位相にある点のセットと、伝播の方向を示す光線またはベクトルが選択されます。

最後の2つのパラメーターに関連付けられた別のパラメーターがあります。分類。フロントのタイプに応じて、波は球形とフラットになります。計算を簡略化し、いくつかの問題を解決するために、表面は平坦であると見なすことができますが、それはソースから大幅に削除されている場合に限られます。これらすべての特性に基づいて、さまざまなタイプの波が区別されます。

例

音のような最も理解しやすいものは別として海の上のひもや波、投げられた石から現れる水中の円、爆発、柔らかいマットレスで寝ていること、その他多くの現象を考えることもできます。紫外線や赤外線、そして人間の耳には聞こえないもの-これらはすべて同じ現象、波の伝播の現れです。波の種類は非常に多様であり、それら自体が非常に多面的であるため、そのような異なるものが実際に同じ性質を持っているとは信じがたいです。

音波：特徴

聞くことは人に膨大な量の情報を与えます周りの世界について。しかし、波がなければ、これは不可能だったでしょう。それらの音の多様性は弾力性があります。それらの特徴は、そのような波の長さ、したがって周波数が高さが耳に届く範囲内にあるという事実にあります。人間の場合、この範囲は20〜20,000ヘルツです。以下はすべて超低周波音と呼ばれ、その上は超音波と呼ばれます。前者はまだよくわかっていませんが、後者は科学、医学、その他多くの分野で広く使用されています。これらは音波の種類です。それらの特性は、長さ、周波数、さまざまな振動モードの組み合わせなどのパラメータによって決定されます。音量、ピッチ、音色はそれぞれこれに依存します。

他の波と同じように、その性質上音変動によって引き起こされます。これは、たとえば、コンサートでスピーカーの隣に立っていることを感じることができます。波は、液体や固体など、さまざまな種類の媒体を伝播する可能性があります。真空状態では、音は聞こえないと考えられています。そのため、空気のない空間で大規模で大音量の爆発を伴うシーンを撮影するハリウッドの監督に対して非難されることがよくあります。物理学のかなり広範な分野である音響学は、音の振動と波の研究に従事しています。この非常に興味深い科学は、人生に多くの用途があります。たとえば、音響の知識を使用して、コンサートやオペラのホールは、パフォーマンスがどこでもはっきりと聞こえるように設計されています。

人間と動物による音の知覚機械的振動を電気信号に変換することによって発生します。このメカニズムは非常に複雑ですが、その重要性は強調しすぎることはありません。しかし、音全般についても同じことが言えます。彼らの助けを借りて、あなたはコミュニケーションを取り、情報を伝達し、気分を変えることができます。彼らは耳が遠い場合でも人々に影響を与えます。そのため、例えば「騒音公害」という概念があります。電話の発明者である科学者A.ベルにちなんで名付けられたベルは、音量の単位と見なされます。

電磁波の性質と種類

しかし、特別なタイプの躊躇もあります。現代の生活を想像するのは難しいです。電磁波が発見されなければ、携帯電話、無線通信、ラジオ、電子レンジ、その他多くの機器は存在しなかったでしょう。また、色を知覚することは不可能であり、光は存在しません。これをどのように想像できますか？

音とは異なり、この種の振動真空を含むあらゆる媒体で伝播することができ、それらの速度は光速と同じです。実際、このタイプの波は、空間と時間における電磁界の伝播です。それらの構造は2つの部分で構成されているため、非常に興味深いものです。磁場と電場は交互に相互に生成し、相互に垂直なベクトルに沿って伝播します。このような波の主な特性の1つは、常に横方向であるということです。さらに、それは常に加速します。

電磁波には、その長さに応じてさまざまな種類があります。最長から最短までの6つの主な範囲があります。