Valovi: vrste valov in definicija valovanja. Vrste elektromagnetnih in zvočnih valov

Valovi niso samo v vodi. So sestavljeni iz zvoka, svetlobe itd. Kako je to mogoče in kakšni so valovi na splošno?

Essence

Ta izraz se uporablja na različnih znanstvenih področjih, predvsem pa v fiziki. V skladu s terminologijo te discipline je proces širjenja nihanj val. Opredelitev ni težka, v resnici pa vse ni tako enostavno. V tem primeru se posamezni delci ne premikajo, ampak se premikajo le blizu svojih ravnovesnih položajev. Iz tega, kar sledi tej lastnosti valov: oni so sredstvo za prenos energije brez sprememb v snovi. Včasih se to zgodi, vendar le kot neželeni učinek. Tisti, ki so kdaj bili v morju, popolnoma predstavljajo, kakšen val.

Opredelitev pa ni edina stvar, ki jo morate poznati, ko se soočite s tem pojavom. Pomembno je, da je izredno tesno povezana z nihanji, zato se njihova študija odvija tako v teoriji kot v praksi.

Izvor

Valovi se lahko ustvarijo na različne načine. Vzrok njihovega pojavljanja je vedno vzbujanje delcev in njihovo odstranjevanje iz ravnotežja. To lahko storite s pomočjo posebnih naprav, kot so antene ali oddajniki. Poleg tega je vzrok lahko nastanek nestabilnosti, tako kot v primeru močnega vetra, zaradi česar valovi potekajo vzdolž vode.

Zgodovina fenomena

Raziskovanje mehanizma pojavljanja in širjenja valov v različnih znanstvenih disciplinah, kot so oceanologija, seizmologija, mehanika, akustika, medicina in seveda fizika na splošno in mnogi drugi, so preučevali številni znani znanstveniki. Menijo, da je največji prispevek prispeval nemški raziskovalec Heinrich Hertz. Ugotovil je nekatere zakonitosti in odkril predhodno neznane pojave, povezane z interakcijo elektromagnetnih valov, na primer motnje, difrakcija in polarizacija. Njegova raziskava je bila nato uporabljena za ustvarjanje radijskih zvez. Seveda so obstajali tudi drugi znanstveniki, ki so preučevali ta pojav in pomembno prispevali k razvoju znanosti, na primer Maxwellu, vendar je bilo ime Hertza, ki je bilo immortalizirano v enoti merjenja frekvence valov.

Vrste valov

Obstaja veliko število klasifikacij na različnih podlagah. Najprej je to smer oscilacij valov. Vrste valov po tem kriteriju: vzdolžni, prečni, mešani. Obstajajo tudi popolnoma drugačni načini združevanja: opis enačb, geometrija, fizično okolje in tako naprej.

Pomembno je, da se po pojavu tega pojava pojavlja nič bistveno novega v substanci, se spremeni samo organizacija delcev, ki ustvarja določene dogodke. Z vidika zaznavanja se lahko izrazi kot svetloba, barva, zvok, sevanje, pa tudi energija, ki je nevidna za oko itd.

Poleg tega se mehanske in elektromagnetne valove še vedno razlikujejo. Vrste valov iz prve kategorije se lahko delijo tudi na elastične valove in tiste, ki nastajajo na površini vode. Ta razvrstitev vključuje razmislek o razmnoževalnem mediju. Na splošno je glavna in najbolj priljubljena delitev samo zvočni in elektromagnetni valovi. O njih v prihodnosti in bo podrobneje razpravljala.

Splošni opis

Vsak val ima številne lastnosti in parametre, s katerimi jih lahko opišemo. Prvič, to je njegova dolžina, ki jo označuje lambda- (lambda). Poleg tega ima frekvenco, obdobje in hitrost. Voda ali površina, to je niz točk v isti fazi, in žarek ali vektor, ki označujeta smer širjenja, so ločeni posebej.

Z zadnjima parametroma je povezana druga klasifikacija. Valovi so lahko sferični in ravne glede na vrsto spredaj. Za poenostavljene izračune in za reševanje nekaterih težav lahko površino štejemo za ravno, vendar le, če je bistveno odstranjena iz vira. Na podlagi vseh teh značilnosti so razločene različne vrste valov.

Primeri

Poleg najbolj razumljivih stvari, kot so zvok vrvi ali valovi na morju, bi lahko krožili tudi na vodah, ki se pojavljajo iz zapuščenega kamna, eksplozije, sanje na mehki žimnico in številne druge pojave. Ultraviolet ali infrardeči žarki, kot tudi tisto, kar človeško uho ni slišno - vse to so manifestacije istega pojava, širjenje vala. Vrste valov so tako raznovrstne in sami so tako mnogostranski, da je res težko verjeti, da imajo take različne stvari dejansko eno naravo.

Zvočni valovi: funkcije

Sluh daje osebi veliko informacij o svetu okoli njega. Ampak brez valov, bi bilo nemogoče. Njihova zvočna raznolikost se nanaša na elastiko. Njihova posebnost je v tem, da je dolžina takšnih valov in s tem tudi frekvenca takšna, da je višina v bližini. Za ljudi je to območje od 20 do 20.000 Hz. Vse, kar je nižje, se imenuje infrasound, in nad-ultrazvok. Prvi je še vedno slabo razumljen, drugi pa se pogosto uporablja v znanosti, medicini in na mnogih drugih področjih. To so vrste zvočnih valov. Njihove lastnosti so določene s parametri, kot so dolžina, frekvenca in kombinacija različnih načinov vibracij. V odvisnosti od tega, glasnost, ton in ton.

Kot katerikoli drugi val zvok seveda povzroča nihanja. To se lahko čuti, na primer, ko stoji na koncertu ob stolpcu. Valovi se lahko razširijo na več vrst medijev, vključno s tekočimi in trdnimi. V vakuumu, kot verjamemo, zvoki niso zvočni. Zato se pogosto pojavljajo očitki v smeri hollywoodskih režiserjev, snemanja prizorov z velikimi in glasnimi eksplozijami v zračnem prostoru. Učenje zvočne vibracije in valovi se ukvarjajo s precej obsežen del fizike - akustika. Ta izredno zanimiva znanost ima veliko uporab v življenju. Na primer, z uporabo akustike znanja, koncertne in operne sobe so zasnovane tako, da se predstavitve lahko slišijo kjerkoli.

Percepcija zvokov človeka in živali je posledica pretvorbe mehanskih vibracij v električne signale. Ta mehanizem je precej zapleten, vendar njegove vrednosti ni mogoče preveč poudariti. Vendar pa je mogoče govoriti tudi o zvokih na splošno. S svojo pomočjo lahko komunicirate, prenašate podatke in spremenite svoje razpoloženje. Ti ljudje vplivajo na ljudi, tudi če so zunaj ušesa. Zato je na primer koncept "onesnaževanje s hrupom". Na enoto glasnost sprejet bel, imenovan v čast znanstveniku A. Bella, izumitelj telefona.

Lastnosti in vrste elektromagnetnih valov

Vendar pa obstaja tudi posebna vrsta obotavljanja, brez katere je težko zamisliti sodobno življenje. Mobilni telefoni, brezžične komunikacije, radio, mikrovalovne pečice in številne druge naprave ne bi obstajali, če elektromagnetni valovi niso bili odprti. In še vedno bi bilo nemogoče zaznati barvo in svetloba ne bi obstajala. Ali je to mogoče predstavljati?

Za razliko od zvokov se lahko takšna nihanja poganjata v kateremkoli mediju, tudi v vakuumu, njihova hitrost pa je enaka hitrosti svetlobe. Dejansko je ta vrsta valov propagacija elektromagnetnih polj v prostoru in v času. Njihova struktura je izredno zanimiva, ker je sestavljena iz dveh delov. Magnetna in električna polja se izmenično medsebojno ustvarjajo in se razprostirajo vzdolž medsebojno pravokotnih vektorjev. Ena od glavnih značilnosti takega vala je, da je vedno prečna. Poleg tega se vedno širi s pospeševanjem.

Obstajajo različne vrste elektromagnetnih valov, odvisno od njihove dolžine. Obstaja šest glavnih razponov od najdaljšega do najkrajšega:

• radijski valovi;
• infrardeče sevanje, z drugimi besedami, toplota;
• vidna svetloba in barve;
• ultravijolični;
• Rentgen;
• gama sevanja (vključno s sevanjem).

Dejansko je praktično nemogoče predstavljati svet brez vseh teh pojavov.