Progresivní vlna vs stacionární vlna
Vlny jsou velmi důležitým jevem vyskytujícím se v reálném životě. Studium vln a vibrací sahá daleko do minulosti. Koncepty stacionárních vln a progresivních vln jsou diskutovány v mnoha oblastech fyziky a chemie. Ty se probírají v mechanice, akustice, radarové technice, komunikační technice, kvantové mechanice a dokonce i hudbě. Abychom v těchto oblastech vynikali, je nezbytné mít správné porozumění progresivním vlnám a stacionárním vlnám. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co jsou stacionární vlny a progresivní vlny, jejich definice, podobnosti mezi stacionárními vlnami a progresivními vlnami, jak vznikají progresivní vlny a stacionární vlny, jejich aplikace a nakonec rozdíl mezi stacionárními vlnami a progresivními vlnami..
Progresivní vlny
Mechanická vlna je způsobena jakoukoli turbulencí v médiu. Jednoduchými příklady mechanických vln jsou zvuk, zemětřesení, mořské vlny. Vlnění je způsob šíření energie. Energie vzniklá při turbulenci se šíří vlnami. Sinusová vlna je vlna, která kmitá podle rovnice y=A sin (ωt – kx). Jak se vlna šíří prostorem, šíří se i energie, kterou nese. Tato energie způsobí, že částice na cestě oscilují. Lze to interpretovat i obráceně, protože energie se šíří oscilací částic. Existují dva typy progresivních vln; jmenovitě podélné vlny a příčné vlny. V podélné vlně jsou kmity částic rovnoběžné se směrem šíření. To neznamená, že se částice pohybují s vlnou. Částice oscilují pouze kolem pevného rovnovážného bodu v prostoru. V příčných vlnách dochází ke kmitání částic kolmo ke směru šíření. Zvukové vlny se skládají pouze z podélných vln, vlny na struně jsou příčné. Oceánské vlny jsou kombinací příčných a podélných vln.
Stacionární vlny
Stacionární vlny, které jsou také známé jako stojaté vlny, vznikají v důsledku zachycení dvou stejných vln, které se pohybují v opačných směrech. Dvě identické sinusové vlny pohybující se ve směrech +x a –x mohou být reprezentovány y1=A sin (ωt – kx) a y2=A sin (ωt + kx), resp. Sečtením těchto dvou rovnic se získá superpozice dvou vln. Proto y1+y2=y=A [sin (ωt – kx) + sin (ωt + kx)]. Zjednodušením této rovnice dostaneme Y=2A sin (ωt) cos (kx). Pro danou hodnotu x se rovnice změní na Y=B sin (ωt), jednoduché harmonické kmitání.
Jaký je rozdíl mezi progresivními a stacionárními vlnami?
• Progresivní vlny přenášejí čisté množství energie cestou vlny. Stacionární vlna nenese čistou energii cestou.
• K vytvoření stacionární vlny jsou zapotřebí dvě stejné šířící se vlny.
• Amplituda stacionární vlny se se vzdáleností mění, ale pro daný bod zůstává amplituda pevná. Amplituda každého bodu šířící se vlny je stejná, protože vlna je stejnoměrná.
