V tomto článku podrobně probereme rozdíl mezi příčnými vlnami a podélnými vlnami s podrobným vysvětlením.
V závislosti na šíření vln s vibračními pohyby částice se vlny dělí na dvě; podélné vlny a příčné vlny.
| Příčná vlna | Podélná vlna |
| Vlna má hřeben a koryto | Vlna má kompresi a ředění |
| Šíření vlny je rovnoběžné se směrem pohybu vibrujících molekul | Šíření vlny je kolmé na směr pohybu vibrujících molekul |
| Příčná vlna nemůže procházet tekutinou a šíří se z pevných médií a přes povrchy kapalin | Podélné vlny se mohou šířit jakýmkoliv prostředím, ať už je to pevné, kapalné nebo plynné |
| Šíření příčných vln závisí na přemístění vibrujících molekul spolu se vzdáleností | Šíření podélné vlny závisí na hustotě prostředí |
| Grafem pro příčnou vlnu bude graf vzdálenosti v/s | Grafem pro podélnou vlnu bude graf hustoty v/s vzdálenosti |
| Hustota a tlak se v tomto případě nemění | Tlak a hustota vln je maximální v oblasti komprese a periodicky se mění |
| Příklady příčných vln jsou vlnění na vodě, sluneční světlo, elektromagnetické vlny, vibrace struny, oceánské vlny atd. | Příklady podélných vln jsou zvukové vlny, bubnování, hřmění, zemětřesení, tsunami, ultrazvukové vlny atd. |
| Říká se jim také smykové vlny nebo S-vlny | Nazývají se také tlakové vlny, kompresní vlny, primární vlny nebo p-vlny |
| Frekvence a vlnová délka je konstantní po celou dobu šíření vlny | Frekvence vlny je maximální v oblasti komprese |
| Tato vlna působí ve dvou rozměrech, šíření vlny v jedné ose a pohyb částic v druhé | Tyto vlny působí pouze v jedné dimenzi, protože směr vlny a pohybu částice je ve stejné rovině |
| Příčná vlna může být polarizována | Podélné vlny nelze polarizovat |
Co je příčná vlna?
Příčná vlna proniká ve směru, který tvoří 90 stupňů s dráhou v důsledku oscilací částic.
Příčné vlny vznikají v důsledku kmitání částic. Pokud je pohyb vibrujících částic v ose y, bude se vlna šířit v ose x.
Příčné vlny se také nazývají smykové vlny, protože tyto vlny mohou vést k deformaci předmětu, kterým tyto vlny procházejí. Jsou udržovány na nejkratší vzdálenost a nejsou schopny proniknout z tekutých médií, i když se pohybují přes kapaliny. Mohou cestovat pouze z pevného stavu.
Přečtěte si více o Příklady 4+ lomu vln: Detailní pohled a fakta.
Co je to podélná vlna?
Pohyb podélných vln probíhá po dráze, kterou procházejí vibrující částice.
Energie vibrujících molekul je přenášena na následující molekuly v dráze, a proto se vlna šíří spolu s ní.
Projekt podélné vlny se mohou šířit přes jakékoli médium, a proto cestuje na delší vzdálenost. Na rozdíl od příčné vlny se podélná vlna skládá z oblastí komprese a zředění místo žlábku a hřebene. Hustota vln je při stlačení vyšší než hustota zředění.
Rozdíl mezi frekvencí a vlnovou délkou příčné vlny a podélné vlny
Vlnová délka příčné vlny je délka mezi dvěma po sobě jdoucími vrcholy nebo prohlubněmi a je konzistentní s časem v průběhu šíření. Amplituda vlny se může v době mizení snižovat, ale vlnová délka je konstantní. Frekvence příčné vlny zůstává během šíření vlny konstantní.
Frekvence podélné vlny je nejvyšší v oblasti komprese než frekvence zředění. Hustota vlny je menší v oblasti řídkosti, a proto je tlak minimální, zatímco tlak je větší tam, kde je hustota vln větší. Vlivem tlakového rozdílu vzniká teplo, proto jsou vyžadovány konstantní teplotní podmínky, které jsou nezbytné pro šíření vln na delší vzdálenost.
Přečtěte si více o Vliv lomu na frekvenci: Jak, proč ne, podrobná fakta.
Co jsou seismické vlny?
Seismické vlny jsou dvou typů, s-vlna a p-vlna. S-vlna je příčná vlna a p-vlna je podélná vlna.
Seismické vlny jsou generovány v důsledku tektonických aktivit desek, jako je erupce magmatu, pohyb desek způsobující konvergentní nebo divergentní desky, zemětřesení, sesuvy půdy, výbušniny atd.
Jedná se o nízkofrekvenční vlny, které lidé většinou ani necítí. Seismometry se používají ke sledování vlny, aby získaly upozornění na aktivity pod zemskou kůrou. No, p-vlna zvaná primární vlna je první, která se v seismometru sleduje, což je podélná vlna. Jak roztavené magma stoupá vzhůru, pohyb částic vytváří vibrační vlny. TPodélné vlny jsou schopny projít jakýmkoliv médiem, čímž procházejí astenosférou, a jsou sledovány na seismometrech, které dávají evidentní upozornění na vulkanické aktivity předtím, než mýtus dopadne na povrchovou kůru.
Zatímco smykové vlny nejsou schopny proniknout do kapalné astenosféry, která je bohatá na tetrahydrátové roztavené magma. S-vlna, která se také nazývá sekundární vlny, nemůže projít skrz, může cestovat pouze skrz pevné skály. Poskytuje představu pouze o činnostech probíhajících na zemské kůře.
Přečtěte si více o Vliv lomu na vlnovou délku: Jak, proč, podrobná fakta.
Směr šíření příčných vln a podélných vln
Pokud je oscilace částic na ose y, pak se příčná vlna bude šířit na ose x, příčná vlna se vždy pohybuje pod úhlem 90 stupňů k pohybu vibrujících částic.
Pokud je oscilace částice v ose x, podélná vlna se bude pohybovat na ose x. Podélná vlna se pohybuje v rovině svírající úhel 180 stupňů se směrem pohybu vibrujících molekul.
Polarizace příčné a podélné vlny
Polarizace je metoda, jak se vyhnout vibracím vlny tím, že ji omezíme na jeden směr šíření.
Zdroj se nazývá polarizovaný, pokud jsou vibrace z dopadajícího zdroje omezeny pouze v jednom směru polarizace.
Příčné vlny, když projdou z jedné vertikální štěrbiny a jedné horizontální štěrbiny, budou vlny procházet nepolarizované z první štěrbiny a při postupu do horizontální štěrbiny; neprojdou žádné vibrace částice, což dává nulovou amplitudu vlny. Proto mohou být příčné vlny polarizovány.
Kredit: Pixabay
Když podélné vlny dopadají na štěrbiny se stejnou polohou místo příčných vln, vlna prochází oběma štěrbinami, aniž by se polarizovala.
Přečtěte si více o Kolmá polarizace: Několik entit a faktů.
Graf příčné vlny a podélné vlny
Graf příčné vlny lze vykreslit jako posun vlny v důsledku vibračního vzoru částic v/s vzdálenost, kterou vlna urazí.
Graf ukazuje variace vlny spolu se vzdáleností. Příčná vlna může být také vykreslena v grafu posunu v/s času, aby se ukázal posun vlny v čase.
Protože se hustota vln mění v podélných vlnách, změny hustoty způsobené stlačováním a řídnutím vlny jsou pozorovány vynesením grafu hustoty v/s vzdálenosti, jak je ukázáno níže pro podélné vlny.
Výše uvedený graf ukazuje změny v hustotě vln v důsledku komprese a redukce vlny spolu se vzdáleností.
Často kladené otázky
Q1. Mosazný drát o délce 100 cm se trhá tahem struny 250N. Hmotnost struny je 0.25 gramu. Vypočítejte rychlost příčné vlny generované na drátu.
Zadáno: m = 1.25 gramu
T = 250N
D=100cm=1m
Hmotnost na jednotku délky je m/l=1.25/1=1.25 gramů
Rychlost příčné vlny je dána rovnicí
v=√T/m
v=√(250N/1.25g)
v=200 m/s
Rychlost příčné vlny je 200 m/s.
Jaká je vlnová délka příčné vlny?
Vlna se skládá z hřebene a koryta.
Projekt vlnová délka příčné vlny je posunutí částice k dokončení jednoho kmitu. V grafu je to délka cesty mezi hřebeny nebo prohlubněmi.
Co je komprese a redukce?
Komprese a redukce vlny se tvoří v důsledku tlakového rozdílu při šíření vlny.
To je způsobeno skutečnost, že hustota vln v oblasti komprese je více tam, kde je pociťovaný tlak větší ve srovnání s oblastí redukce.
Pokud se příčná vlna šíří ve směru y, jakým směrem se částice pohybují?
Šíření vlny svírá úhel 90 stupňů s dráhou, kterou sledují vibrující částice.
Pohyb částice tedy musí být v rovině yz, protože obě roviny jsou kolmé na směrovou osu x.
Jaké vlny vznikají při tsunami?
Podélné i příčné vlny vznikají v důsledku tsunami.
Příčné vlny jsou generovány v oceánském dně v důsledku sekundárních vln produkovaných z oceánského dna. Tyto příčné vlny se pak při přibližování k mořskému pobřeží přeměňují na vlny podélné.
Proč se příčné vlny mohou šířit pouze z pevných prostředí a ne z plynných prostředí?
Příčná vlna se šíří pevnými látkami a na povrchu kapalin.
Deformací pevné látky vzniká příčná vlna, protože pevná látka má smykový modul, a proto podléhají napětí, kapalina nebo plyny toto nemají, protože nemají určitý tvar.
