横波は、発振波の伝播の方向と垂直に発生するものです。対照的に、縦波は、媒体を通る変位が波の変位と同じ方向に発生する波です。
波は、媒体の粒子内でそれらが引き起こす振動によって媒体を介して伝播することを覚えておくべきである。したがって、波の伝播方向は、粒子が振動する方向と平行または垂直になります。したがって、横波と縦波が区別されます。
横波の最も典型的な例は、石を投げたときに水面を横切って伝播する円形波です。光のような電磁波も横波です。電磁波に関しては、他の波のように粒子の振動がない特別な場合です。
それでも、これらの波に関連する電場と磁場は波の伝播方向に垂直であるため、それらは横波です。せん断波の他の例は、弦に沿って送信される波とS波または二次地震波です。
特徴
波は、横波か縦波かに関係なく、それらを決定する一連の特性を持っています。一般に、波の最も重要な特性は、以下で説明するものです。
波の振幅(A)
これは、波の最遠点とその平衡点の間の距離として定義されます。長さなので、長さの単位で測定されます(通常はメートルで測定されます)。
波長(λ)
これは、特定の時間間隔で外乱が移動した距離(通常はメートルで測定)として定義されます。
この距離は、たとえば、2つの連続するピーク間(ピークは波の上部の平衡位置から最も遠い点)、または2つの谷間(平衡点の平衡位置から最も遠い点)で測定されます。波の底)連続。
ただし、実際には、同じ位相にある波の任意の2つの連続するポイント間を測定できます。
期間(T)
これは、波が完全なサイクルまたは振動を通過するのにかかる時間(通常は秒単位)として定義されます。また、波がその波長に相当する距離を移動するのにかかる時間として定義することもできます。
周波数(f)
時間の単位、通常は1秒で発生する振動の数として定義されます。したがって、時間が秒(s)で測定される場合、周波数はヘルツ(Hz)で測定されます。頻度は通常、次の式を使用して期間から計算されます。
f = 1 / T
波の伝播速度(v)
これは、波(波のエネルギー)が媒体を伝搬する速度です。通常、メートル/秒(m / s)で測定されます。たとえば、電磁波は光速で移動します。
伝播速度は、波長と周期または周波数から計算できます。
V =λ/ T =λf
または、特定の時間内に波が移動した距離を単純に除算します。
v = s / t
例
電磁波
電磁波は、せん断波の最も重要なケースです。電磁放射の特定の特性は、媒体が伝搬する必要がある機械波とは対照的に、媒体が伝搬する必要がなく、真空中で伝搬できることです。
これは、機械的(物理的)媒体を伝わる電磁波がないということではありません。一部の横波は、伝播に物理的な媒体を必要とするため、機械的な波です。これらの横方向の機械波は、T波またはせん断波と呼ばれます。
さらに、すでに上で述べたように、電磁波は光速で伝播します。これは、真空の場合、3 × 10 8 m / sのオーダーです。
電磁波の例は可視光であり、波長は400〜700 nmの電磁放射です。
水の横波
横波の非常に典型的で非常にグラフィックなケースは、石(またはその他のオブジェクト)が水中に投げ込まれたときに発生します。これが発生すると、石が水に当たった場所(または波の焦点)から伝播する円形の波が生成されます。
これらの波の観測により、水中で発生する振動の方向が波の移動方向に対してどのように垂直であるかを理解できます。
これは、ブイが衝撃点の近くに配置されている場合に最もよく見られます。ブイは波面が到着すると垂直に上下し、波面は水平に移動します。
さらに複雑なのは、海の波の動きです。その動きには、横波の研究だけでなく、波が通過するときの水流の循環も含まれます。このため、海や海での実際の水の動きは、単純な調和的な動きだけに限定することはできません。
ロープの波
すでに述べたように、横波のもう1つの一般的なケースは、弦による振動の変位です。
これらの波の場合、波が伸ばされた弦を伝わる速度は、弦の張力と弦の単位長さあたりの質量によって決まります。したがって、波の速度は次の式から計算されます。
V =(T / m / L)1/2
この方程式では、Tは弦の張力、mはその質量、Lは弦の長さです。
参考文献
- 横波(nd)。ウィキペディアで。2018年4月21日、es.wikipedia.orgから取得。
- 電磁放射(nd)。ウィキペディアで。2018年4月21日、es.wikipedia.orgから取得。
- 横波(nd)。ウィキペディアで。2018年4月21日、en.wikipedia.orgから取得。
- フィダルゴ・サンチェス、ホセ・アントニオ(2005)。物理学と化学。エベレスト
- デビッドC.キャシディ、ジェラルドジェームズホルトン、フロイドジェームズラザフォード(2002)。物理学を理解する。ビルハウザー。
- フランス語、AP(1971)。振動と波(MIT入門物理学シリーズ)。ネルソン・ソーンズ。