Längswellen, Unterschiede, Beispiele

Der Longitudinalwellen Sie manifestieren sich in materiellen Mitteln, in denen die Partikel parallel zu der Richtung schwingen, in der sich die Welle bewegt. wie in den folgenden Bildern geschätzt wird. Dies ist sein charakteristisches Merkmal.

Schallwellen, bestimmte Wellen, die während eines Erdbebens auftreten, und solche, die in a auftreten Aufreizend Oder Frühling, wenn ein kleiner Impuls in die gleiche Richtung seiner Achse verliehen wird, sind sie gute Beispiele für diese Art von Wellen.

Abbildung 1. Sound ist eine Längswelle, die aufeinanderfolgende Kompressionen und Erweiterungen in der Luft erzeugt. Quelle: Wikimedia Commons. Pluke [CC0]

Der Klang tritt auf, wenn ein Objekt vibriert wird (wie das Fingerplatten in der Figur, ein Musikinstrument oder einfach die Gesangsstränge) in einem Medium, das die Störung durch Schwingung seiner Moleküle übertragen kann. Die Luft ist ein ausreichendes Mittel, aber auch Flüssigkeiten und Feststoffe sind.

Die Störung verändert wiederholt den Druck und die Dichte des Mediums. Auf diese Weise erzeugt die Welle Kompressionen und Expansionen (Verdünnung) in den Molekülen des Mediums, da Energie mit einer bestimmten Geschwindigkeit verschoben wird v.

Diese Druckänderungen werden vom Ohr durch die Schwingungen im Trommelfell wahrgenommen, dass das Nervennetz für die Umwandlung winziger elektrischer Ströme verantwortlich ist. Nach dem Erreichen des Gehirns interpretiert er sie als Geräusche.

In einer Längswelle wird das ständig wiederholte Muster genannt Zyklus, Und seine Dauer ist die Zeitraum der Welle. Es gibt auch die Amplitude, Dies ist die maximale Intensität und wird gemäß der Größenordnung gemessen, die als Referenz genommen wird, im Geräusch kann es die Variation des Drucks im Medium sein.

Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Wellenlänge: Der Abstand zwischen zwei Kompressionen oder aufeinanderfolgenden Erweiterungen, siehe Abbildung 1. Im internationalen System wird die Wellenlänge in Metern gemessen. Endlich gibt es seine Geschwindigkeit (in Metern /Sekunde für das internationale System), was angibt, wie schnell die Energie verteilt ist.

[TOC]

Wie sind die Längswellen in den Meereswellen??

In einem Wasserkörper werden Wellen durch mehrere Ursachen erzeugt (Druckänderungen, Winde, Gravitationswechselwirkungen mit anderen Sternen). Auf diese Weise können Meereswellen als:

- Windwellen

Kann Ihnen dienen: gegenseitige Induktivität: Formel/Koeffizient, Anwendungen, Übungen

- Gezeiten

- Tsunamis

Die Beschreibung dieser Wellen ist ziemlich komplex. Im Allgemeinen bewegen sich die Wellen in tiefem Wasser in Längsrichtung und erzeugen Kompressionen und regelmäßige Ausdehnung des Mediums, wie zu Beginn beschrieben.

Auf der Meeresoberfläche sind die Dinge jedoch etwas anders, da die Anrufe dort vorherrschen oberflächliche Wellen, Das kombiniert Merkmale von Längswellen und Querwellen. Daher unterscheiden sich Wellen, die sich in den Tiefen der Wasserumgebung bewegen.

Ein Holz, das auf der Meeresoberfläche schwimmt. Wenn die Wellen an der Küste brechen.

Figur 2. Die Meereswellen auf der Oberfläche sind Wellen, die teilweise longitudinale und teilweise Welleneigenschaften haben. Quelle: Quelle: Vargklo at in in.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/]]

Beziehung zwischen Tiefe und Wellenlänge

Die Faktoren, die die auftretende Wellenart bestimmen, sind: die Wassertiefe und die Wellenlänge der Meereswelle.  Wenn in der Tiefe des Wassers an einem bestimmten Punkt genannt wird D, Und die Länge der Welle ist λ, die Wellen verlaufen von Längsschnitt zu oberflächlich, wenn:

D < λ/2

Auf der Oberfläche erwerben die Wassermoleküle Rotationsbewegungen, die mit zunehmender Tiefe verlieren. Durch das Reiben von Wasser mit dem Hintergrund wird diese Umlaufbahnen elliptisch, wie in Abbildung 2 gezeigt.

An den Stränden sind das Wasser in der Nähe des Ufers unruhig, da dort die Wellen brechen, die Wasserpartikel am Boden bremsen und dies dazu bringt, sich mehr Wasser in den Graten anzuhäufen. Stattdessen in tieferem Gewässern wird es als Wellen erweicht empfunden.

Wenn d >> λ/2  Sie haben tiefe Wasserwellen oder Kurze Wellen, Kreisförmige oder elliptische Umlaufbahnen Abnahme der Größe und Längswellen dominieren. Und wenn D << λ/2  Die Wellen sind Oberflächengewässer oder lange Wellen.

Unterschiede mit Kreuzwellen

Sowohl Längs- als auch Querwellen fallen in die Kategorie von Mechanische Wellen, Das erfordern ein materielles Medium zur Ausbreitung.

Kann Ihnen dienen: elektromotive Kraft

Die größte Unterscheidung zwischen ihnen wurde zu Beginn erwähnt: In den Querwellen bewegen sich die Partikel des Mediums senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, während sie in den Längsschnitt in die gleiche Richtung oszillieren, gefolgt von der Störung, gefolgt von der Störung. Es gibt jedoch unverwechselbare Eigenschaften:

Weitere Unterschiede zwischen Quer- und Längswellen

- In einer Kreuzwelle werden Grate und Täler unterschieden, die in den Längsschnitt den Kompressionen und Ausdehnungen entsprechen.

- Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass Längswellen nicht polarisiert sind.

- Transversale Wellen können sich in jedem Medium ausbreiten und sogar leer, wie z. B. elektromagnetische Wellen. Andererseits in den Flüssigkeiten, ohne Steifheit, haben die Partikel keine andere Möglichkeit, als miteinander zu gleiten und sich so zu bewegen, wie es die Störung tut, dh longitudinal.

Infolgedessen stammten die Wellen in der Mitte der ozeanischen und atmosphärischen Massen longitudinal, da Querwellen ausreichende Mittel erfordern, um charakteristische senkrechte Bewegungen zu ermöglichen.

- Längswellen verursachen Druck- und Dichteschwankungen in der Mitte, durch die sie sich ausbreiten. Auf der anderen Seite wirken sich Querwellen auf diese Weise nicht auf die Umwelt aus.

Ähnlichkeiten zwischen Längs- und Querwellen

Gemeinsam haben sie die gleichen Teile: Periode, Amplitude, Frequenz, Zyklen, Phase und Geschwindigkeit. Alle Wellen erleben Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz und Doppler -Effekt und Transportenergie durch das Medium.

Auch wenn die Grate und Täler eine Querwelle unterscheiden.

Beispiele für Längswellen

Klangwellen sind die typischsten Längswellen und gehören zu den untersuchten, da sie die Grundlage für Kommunikation und musikalischen Ausdruck sind, Gründe für ihre Bedeutung im Leben der Menschen. Darüber hinaus haben Schallwellen wichtige Anwendungen in der Medizin, sowohl diagnostisch als auch Behandlung.

Die Ultraschalltechnik ist bekannt dafür, medizinische Bilder sowie die Behandlung von Nierensteinen zu erhalten. Ultraschall wird durch eine piezoelektrische Kristall erzeugt, die bei der Anwendung eines elektrischen Feldes eine Längsdruckwelle erzeugen kann (es erzeugt auch einen Strom, wenn der Druck angewendet wird).

Kann Ihnen dienen: Darcy Law

Wirklich zu sehen, was eine Längswelle ist, nichts Besseres als die helikalen Federn oder Slinkys. Wenn Sie dem Feder einen kleinen Impuls geben, ist es unmittelbar zu beobachten.

- Seismische Wellen

Längswellen sind auch Teil seismischer Bewegungen. Die Erdbeben bestehen aus verschiedenen Arten von Wellen, darunter die sind die Wellen p oder primär und Wellen s oder sekundär. Die ersten sind Längsschnitt, während in den zweiten Partikeln des Mediums in Querrichtung zur Verschiebung der Welle vibriert.

Bei Erdbeben gibt es sowohl Längswellen (Primärwellen P) als auch Querwellen (sekundäre Wellen) als auch andere Typen wie RayLeight -Wellen und Liebe, oberflächlich.

Tatsächlich sind Längswellen die einzigen, die bekannt sind, sie können durch das Erdezentrum reisen. Da sich diese nur in flüssigen oder gasförmigen Medien bewegen, sind Wissenschaftler der Meinung, dass der Erdkern hauptsächlich aus Gusseisen besteht.

- Anwendungsübung

P -Wellen und S -Wellen, die während eines Erdbebens zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf der Erde erzeugt werden, daher sind ihre Ankunftszeiten an den Erdbebenstationen unterschiedlich (siehe Abbildung 3). Dank dieser.

Figur 3. Die seismischen Wellen P und S erreichen Seismographen mit unterschiedlichen Zeiten, da ihre Geschwindigkeiten unterschiedlich sind. Quelle: Wikimedia Commons.

Angenommen v_P = 8 km/s ist die Geschwindigkeit von P -Wellen, während die Geschwindigkeit von W -Wellen V ist_S = 5 km/s. Die P -Wellen kommen 2 Minuten vor den ersten S -Wellen ein. Wie man den Abstand vom Epizentrum berechnet?

Antworten

Die Entfernung zwischen dem Epizentrum und der seismologischen Station sein. Mit den bereitgestellten Daten ist die Reisezeit t_P und T_S von jeder Welle:

v_P = D/ t_P

v_S = D/ t_S

Der Unterschied ist Δt = t_S - T_P:

ΔT = D/ V_S - D/ v_P = D (1/ v_S  - 1/ v_P)

Den Wert von d löschen:

 D = Δt / (1 / V)_S  - 1/ v_P) = (Δt . v_P. v_C ) /(V_P - v_C)

Wissen, dass 2 Minuten = 120 Sekunden und den Rest der Werte ersetzen:

D = 120 s. (8 km /s . 5 km/s)/(8 - 5 km/s) = 1600 km.

Verweise

1. Unterschied zwischen Quer- und Längswellen. Erholt von: PhysicsAbout.com.
2. Figueroa, d. 2005.Wellen und Quantenphysik. Physische Serie für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 7. Herausgegeben von Douglas Figueroa. Simon Bolivar University. 1-58.
3. Infrasonik und Ultraschall. Erholt von: LPI.Tel.Traube.Ist
4. Rex, a. 2011. Grundlagen der Physik. Pearson. 263-286.
5. Russell, d. Längs- und Querwellenbewegung. Erholt von: ACS.PSU.Edu.
6. Wasserwellen. Erholt von: Labman.Phys.UTK.Edu.