Mechanické vs. elektromagnetické vlny
Mechanické vlny a elektromagnetické vlny jsou dva typy vln diskutované ve fyzice. Mechanické vlny jsou vlny, které jsou způsobeny mechanickými účinky, jako jsou vibrace. Elektromagnetické vlny jsou vlny vznikající oscilací elektrických a magnetických polí. Tyto dva typy vln jsou velmi důležité pro pochopení oborů, jako je elektromagnetismus, vlny a vibrace, optika, akustika a mnoho dalších. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co jsou mechanické vlny a elektromagnetické vlny, jejich definice, aplikace mechanických vln a elektromagnetických vln, podobnosti mezi těmito dvěma a nakonec rozdíl mezi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami.
Elektromagnetické vlny
Elektromagnetické vlny, běžněji známé jako EM vlny, byly poprvé navrženy Jamesem Clerkem Maxwellem. To později potvrdil Heinrich Hertz, který úspěšně vyrobil první EM vlnu. Maxwell odvodil tvar vlny pro elektrické a magnetické vlny a úspěšně předpověděl rychlost těchto vln. Protože tato rychlost vlny byla rovna experimentální hodnotě rychlosti světla, Maxwell také navrhl, že světlo bylo ve skutečnosti formou EM vln.
Elektromagnetické vlny mají jak elektrické pole, tak magnetické pole oscilující navzájem kolmo a kolmo ke směru šíření vln. Všechny elektromagnetické vlny mají ve vakuu stejnou rychlost. Frekvence elektromagnetické vlny rozhodovala o energii v ní uložené. Později se pomocí kvantové mechaniky ukázalo, že tyto vlny jsou ve skutečnosti balíčky vln. Energie tohoto paketu závisí na frekvenci vlny. Tím se otevřelo pole vlno-částicové duality hmoty. Nyní je vidět, že elektromagnetické záření lze považovat za vlny a částice. Objekt umístěný v jakékoli teplotě nad absolutní nulou bude emitovat EM vlny každé vlnové délky. Energie, při které je emitován maximální počet fotonů, závisí na teplotě těla.
Mechanické vlny
Mechanické vlny jsou vlny, které vznikají mechanickými procesy. Vlny, jako jsou zvukové vlny, mořské vlny a rázové vlny, jsou některé příklady mechanických vln. Všechny mechanické vlny vyžadují k šíření médium. Energie mechanické vlny závisí na amplitudě vlny.
Mechanická vlna má několik vlastností. Nejdůležitější z těchto vlastností jsou rychlost, amplitudová frekvence a vlnová délka. Pro jakékoli mechanické vlnění platí vztah v=f λ; zde v je rychlost vlny, f je frekvence a λ je vlnová délka.
Jaký je rozdíl mezi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami?
• Elektromagnetické vlny nepotřebují k šíření žádné médium, zatímco mechanické vlny musí mít médium, aby se šířily.
• Energie elektromagnetických vln je kvantovaná, ale energie mechanických vln je spojitá.
• Energie mechanických vln závisí na amplitudě vlny, ale energie elektromagnetické vlny závisí pouze na frekvenci.
• Elektromagnetické vlny vykazují chování podobné částicím, ale mechanické vlny takové chování nevykazují.
