Περιεχόμενο
Τα κύματα μπορούν να λάβουν δύο βασικές μορφές: κίνηση εγκάρσια ή προς τα πάνω και προς τα κάτω και διαμήκη ή συμπίεση υλικού. Τα εγκάρσια κύματα είναι σαν τα ωκεάνια κύματα ή οι δονήσεις σε ένα σύρμα πιάνου: μπορείτε εύκολα να δείτε την κίνηση τους. Τα κύματα συμπίεσης, συγκριτικά, είναι αόρατα εναλλασσόμενα στρώματα συμπιεσμένων και σπάνιων μορίων. Τα κύματα ήχου και κρούσης ταξιδεύουν με αυτόν τον τρόπο.
Μηχανικά κύματα
Τα κύματα συμπίεσης μπορούν να ταξιδεύουν μόνο μέσω ενός υλικού υλικού, όπως ο αέρας, το νερό ή ο χάλυβας. Ένα κενό δεν μπορεί να μεταφέρει κύματα συμπίεσης, καθώς δεν έχει καμία ουσία για τη διεξαγωγή της ενέργειας. Η εξάρτησή τους από ένα μέσο σημαίνει ότι είναι μηχανικά κύματα και το μέσο καθορίζει την ταχύτητα κίνησης τους. Η ταχύτητα του ήχου μέσω του αέρα, για παράδειγμα, είναι 346 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ένα πυκνό υλικό, όπως ο χάλυβας, εκπέμπει ήχο στα 6.100 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Κύματα συμπίεσης
Εάν θα μπορούσατε να δείτε ένα κύμα συμπίεσης που κινείται μέσα στον αέρα, θα δείτε μια περιοχή μορίων συμπιεσμένα στην κατεύθυνση από την οποία το κύμα ταξιδεύει. Τα μόρια καθίστανται όλο και πιο σπάνια μετά το μέγιστο σημείο συμπίεσης, μέχρι να δείτε μια περιοχή χαμηλής πίεσης που έχει τα λιγότερα μόρια αέρα. Ο αέρας γίνεται προοδευτικά πυκνότερος μετά από αυτό το σημείο, μέχρι να φτάσετε ξανά σε μια μέγιστη συμπίεση. Η απόσταση μεταξύ των μέγιστων σημείων συμπίεσης ή αραίωσης είναι ένα μήκος κύματος. Καθώς η συχνότητα ενός κύματος ανεβαίνει, το μήκος κύματος του γίνεται πιο σύντομο.
Παρέμβαση
Δύο ή περισσότερα κύματα, που διασχίζουν το ίδιο σημείο σε ένα μέσο, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Μπορείτε να το δείτε αν πετάξετε δύο πέτρες σε μια ακόμα λίμνη. Οι κυματισμοί απλώνονται και επικαλύπτονται μεταξύ τους. Το ίδιο συμβαίνει και με τα κύματα συμπίεσης. Εάν ένα σημείο συμπίεσης πληροί ένα σπάνιο σημείο, οι δύο ακυρώνονται ο ένας τον άλλον. Εάν συναντηθούν δύο σημεία συμπίεσης, ενισχύονται μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα σημείο που έχει διπλάσια πίεση.
Τα κύματα των κραδασμών
Ένας πίδακας που κινείται στον αέρα πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου παράγει ένα ηχητικό βραχίονα. Καθώς ο πίδακας κινείται προς τα εμπρός, τα μόρια του αέρα συσσωρεύονται μπροστά του, όπως το χιόνι μπροστά στο άροτρο. Τα συμπιεσμένα και σπάνια στρώματα αέρα δεν κινούνται κατευθείαν από μια πηγή, όπως παίρνετε με τον ήχο. Το κύμα κρούσης σχηματίζει ένα σχήμα κώνου με το άκρο ακριβώς μπροστά από το επίπεδο και τα κύματα συμπίεσης κινούνται πίσω του σε ολοένα και μεγαλύτερους κύκλους.