Προοδευτικό κύμα εναντίον σταθερού κύματος
Τα κύματα είναι ένα πολύ σημαντικό φαινόμενο που συμβαίνει στην πραγματική ζωή. Η μελέτη των κυμάτων και των δονήσεων πηγαίνει πολύ πίσω στο χρόνο. Οι έννοιες των στατικών κυμάτων και των προοδευτικών κυμάτων συζητούνται σε πολλούς τομείς της φυσικής και της χημείας. Αυτά συζητούνται στη μηχανική, την ακουστική, την τεχνολογία ραντάρ, την τεχνολογία επικοινωνίας, την κβαντική μηχανική, ακόμη και τη μουσική. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση στα προοδευτικά κύματα και στα στατικά κύματα προκειμένου να διαπρέψετε σε τέτοιους τομείς. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι στατικά κύματα και προοδευτικά κύματα, τους ορισμούς τους, τις ομοιότητες μεταξύ στατικών και προοδευτικών κυμάτων, πώς παράγονται προοδευτικά κύματα και στατικά κύματα, τις εφαρμογές τους και τέλος τη διαφορά μεταξύ στατικών και προοδευτικών κυμάτων.
Προοδευτικά Κύματα
Ένα μηχανικό κύμα προκαλείται από οποιαδήποτε αναταραχή σε ένα μέσο. Απλά παραδείγματα για μηχανικά κύματα είναι ο ήχος, οι σεισμοί, τα κύματα του ωκεανού. Ένα κύμα είναι μια μέθοδος διάδοσης ενέργειας. Η ενέργεια που δημιουργείται στις αναταράξεις διαδίδεται από τα κύματα. Ημιτονικό κύμα είναι ένα κύμα που ταλαντώνεται σύμφωνα με την εξίσωση y=A sin (ωt – kx). Καθώς το κύμα διαδίδεται στον χώρο, διαδίδεται και η ενέργεια που μεταφέρει. Αυτή η ενέργεια προκαλεί τα σωματίδια που βρίσκονται στο δρόμο να ταλαντωθούν. Μπορεί επίσης να ερμηνευτεί αντίστροφα καθώς η ενέργεια διαδίδεται μέσω της ταλάντωσης των σωματιδίων. Υπάρχουν δύο τύποι προοδευτικών κυμάτων. συγκεκριμένα, διαμήκη κύματα και εγκάρσια κύματα. Σε ένα διαμήκη κύμα, οι ταλαντώσεις των σωματιδίων είναι παράλληλες με την κατεύθυνση διάδοσης. Αυτό δεν σημαίνει ότι τα σωματίδια κινούνται με το κύμα. Τα σωματίδια ταλαντώνονται μόνο γύρω από σταθερό σημείο ισορροπίας στο χώρο. Στα εγκάρσια κύματα, η ταλάντωση των σωματιδίων συμβαίνει κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης. Τα ηχητικά κύματα αποτελούνται μόνο από διαμήκη κύματα, τα κύματα σε μια χορδή είναι εγκάρσια. Τα κύματα του ωκεανού είναι ένας συνδυασμός εγκάρσιων κυμάτων και διαμήκων κυμάτων.
Stationary Waves
Τα ακίνητα κύματα, τα οποία είναι επίσης γνωστά ως στάσιμα κύματα, εμφανίζονται λόγω της αναχαίτισης δύο πανομοιότυπων κυμάτων που ταξιδεύουν σε αντίθετες κατευθύνσεις. Δύο πανομοιότυπα ημιτονοειδή κύματα που ταξιδεύουν σε κατευθύνσεις +x και -x μπορούν να παρασταθούν με y1=A sin (ωt – kx) και y2=Ένα αμάρτημα (ωt + kx) αντίστοιχα. Η προσθήκη αυτών των δύο εξισώσεων δίνει την υπέρθεση των δύο κυμάτων. Επομένως y1+y2=y=A [αμαρτία (ωt – kx) + αμαρτία (ωt + kx)]. Με την απλοποίηση αυτής της εξίσωσης, παίρνουμε Y=2A sin (ωt) cos (kx). Για μια δεδομένη τιμή x, η εξίσωση γίνεται Y=B sin (ωt), η απλή αρμονική ταλάντωση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Προοδευτικών και Στατικών Κυμάτων;
• Τα προοδευτικά κύματα μεταφέρουν μια καθαρή ποσότητα ενέργειας μέσω της διαδρομής του κύματος. Ένα στατικό κύμα δεν μεταφέρει καθαρή ενέργεια μέσω της διαδρομής.
• Απαιτούνται δύο ίδια κύματα διάδοσης για να δημιουργηθεί ένα στατικό κύμα.
• Το πλάτος ενός στατικού κύματος αλλάζει σε απόσταση, αλλά για ένα δεδομένο σημείο, το πλάτος παραμένει σταθερό. Το πλάτος κάθε σημείου ενός κύματος διάδοσης είναι το ίδιο, δεδομένου ότι το κύμα είναι ομοιόμορφο.
