Příčné vs. podélné vlny
Příčné vlny a podélné vlny jsou dva hlavní typy šíření vln. Tyto dva pojmy jsou extrémně důležité a jsou zvláště užitečné při vysvětlení mnoha jevů souvisejících s vlnovou mechanikou. V tomto článku porovnáme příčnou vlnu s podélnou vlnou a probereme jejich definice, podobnosti a nakonec jejich rozdíly.
Co je příčná vlna?
Ve vlnách a vibracích je koncept příčných vln základním kamenem. Příčné vlnění je jednou ze dvou základních forem vlnění. Abychom porozuměli příčné vlně, je zapotřebí základní znalosti mechaniky vln. Vlna je způsob přenosu energie. Jak se vlna šíří prostorem, šíří se i energie, kterou nese. Tato energie způsobuje, že částice na cestě oscilují. Jinými slovy, energie se šíří oscilací částic. V příčném vlnění částice oscilují kolmo ke směru pohybu vln. Nutno podotknout, že částice se ve směru šíření nepohybují ani nepatrně. Pro sinusovou vlnu částice kmitají jednoduchým harmonickým pohybem. Pro jakoukoli vlnu se největší posunutí částice z bodu rovnováhy rovná amplitudě vlny a je úměrné energii přenášené vlnou. Vlny, jako jsou světelné vlny a jiné elektromagnetické vlny, jsou příčné. Normální světelné vlny mají oscilace v každém směru kolmém k šíření. Rovinně polarizovaný paprsek by měl oscilace pouze v jednom směru.
Co je to podélná vlna?
Podélné vlny jsou dalším hlavním typem vln, které se v přírodě vyskytují. Stejné principy dynamiky vln platí pro podélné vlny. V podélné vlně jsou kmity částic rovnoběžné se směrem šíření. To neznamená, že se částice pohybují s vlnou. Částice pouze oscilují kolem pevného rovnovážného bodu v prostoru. Protože oscilace jsou rovnoběžné s pohybem, vzniká tlakový rozdíl. Podélná vlna může být také považována za tlakovou vlnu, protože energie je přenášena tlakem. Je třeba poznamenat, že na rozdíl od příčných vln mají podélné vlny pouze jeden směr kmitání. Maximální výchylka od rovnovážného bodu se rovná amplitudě vlny a je úměrná energii vlny. Zvukové vlny jsou nejlepším příkladem podélných vln. Rozdíl tlaku mezi vnitřkem našeho ucha a vnějškem se mění v důsledku kolísání tlaku vytvářeného zvukovou vlnou. To způsobí, že membrána ucha osciluje, což je pak detekováno neurony snímajícími zvuk.
Jaký je rozdíl mezi podélnými vlnami a příčnými vlnami?
• Příčné vlny vytvářejí oscilace, které jsou normální ke směru šíření, ale podélné vlny vytvářejí oscilace, které jsou paralelní s šířením vlny.
• Příčné vlny kmitají v mnoha různých směrech, ale podélné vlny kmitají pouze v jednom směru.
• Přirozené mořské vlny vznikají superpozicí podélných a příčných vln.
