Typer af bølger

Typer af bølger

Bølger spiller en yderst vigtig rolle på mange områder af vores liv.

Fysik

Nøgleord

wave, wave types, sound wave, gravitational wave, electromagnetic wave, mechanical wave, longitudinal, transverse, frequency, amplitude, sound, wavelength, spread velocity, vibration, period of oscillation, polarising filter, radio wave, microwave, light, visible light, ultraviolet radiation, infrared radiation, polarised wave, infrasound, ultrasound, antenna, gravitation, mechanics

Relaterede ekstramaterialer

Scener

Longitudinale bølger

  • Longitudinal bølge - Partikelbevægelsen er parallel med retningen af bølgeforplatningen. Mekaniske bølger, der går gennem gasser, er altid langsgående.
  • højttaler - Højttaleren udsender langsgående lydbølger. Lyd, ligesom enhver anden bølge, er kendetegnet ved bølgelængde, frekvens, bølgehastighed og amplitude.
  • retning af bølgeudbredelse
  • bevægelse af partikler

De enkleste mekaniske bølger er lydbølger, der bevæger sig gennem forskellige gasser. Kilden til lyden får gasmolekylerne til at vibrere. De molekyler, som allerede er vibrerende, forårsager, at nabo molekyler også vibrerer. Denne proces gentages, og sådan spredes vibrationer.

Mekaniske bølger, der rejser gennem gasser, er altid langsgående, det vil sige, at partikelbevægelsens retning er parallel med bølgeudbredelsens retning. Dette skyldes, at partikler i gassen ikke tiltrækker hinanden, og dermed udøves forskydningskræfter på dem. En enkelt partikel kan kun få partikler, der er foran den, til at vibrere. Longitudinale bølger kan ikke polariseres.

Transversale bølger

  • Transversal bølge - Partikelbevægelsen er vinkelret på bølgeudbredelsens retning.
  • retning af bølgeudbredelse
  • bevægelse af partikler

Mekaniske bølger, der rejser gennem faste stoffer eller væsker, kan enten være tværgående eller langsgående.

Transversale bølger er bølger, hvor forskydningen af partiklerne er vinkelret på bølgeudbredelsens retning. Når vi plukker en guitarstreng, bevæger bølgen sig langs strengen, men vibrationen er vinkelret på bølgens bevægelse.

Hvis vibration finder sted i samme plan, siger vi, at bølgen er lineært polariseret.

Komplekse bølger - Vandbølger

  • Vandbølge - Disse bølger er langsgående og tværgående på samme tid: Vandpartiklerne bevæger sig i cirkler.

De fleste af de bølger, der observeres i naturen, er ikke rent tværgående eller langsgående, ligesom tværgående bølger ikke altid polariseres i et enkelt plan.

Disse bevægelser af partikler i et bestemt medium opstår normalt på samme tid. Enhver kompleks bølgebevægelse kan beskrives som en kombination af en langsgående og en eller flere tværgående bølger. Når vi f.eks. ser på bølger på vandet, bevæger partiklerne sig ikke kun op og ned, men også baglæns og fremad, så vandbølger kan også beskrives som en kombination af langsgående og tværgående bølger.

Årsagen til dette er, at vand ikke er et komprimerbart medium, så de nedadgående partikler komprimerer ikke partiklerne under dem, men skubber dem til siderne. Bølger, der bevæger sig gennem et fast medium (fx seismiske bølger) er endnu mere komplekse.

Polarisering

  • cirkulært polariseret transversal bølge - En kombination af to tværgående bølger, der er vinkelret på hinanden.
  • lineært polariseret transversal bølge - En bølge, hvor partiklerne bevæger sig i et enkelt plan deres bevægelse er vinkelret på bølgeudbredelsens retning.
  • polarisator - Bølger bliver lineært polariseret, når de passerer gennem dette filter.
  • vinkelret polarisator

En elliptisk polariseret bølge er en sammensætning af to tværgående bølger, men denne bølge kan cirkulært polariseres i særlige tilfælde.

En cirkulært polariseret bølge kan let genereres ved at binde den ene ende af et elastisk reb til et blæserblad og holde rebet strakt ved at trække den anden ende.

For at omdanne en cirkulært polariseret bølge til en lineært polariseret bølge, har man brug for en polarisator. Til mekaniske bølger er denne polariser et hul. Når bølgen passerer gennem dette mellemrum, bliver den lineært polariseret. Hvis en anden polarisator, vinkelret på den første, placeres i bølgens vej, vil bølgen ikke passere gennem det.

Elektromagnetiske bølger

  • Elektromagnetisk dipolstråling - Det skiftende elektriske felt omkring antennen fremkalder et skiftende magnetfelt, hvilket igen genererer et skiftende elektrisk felt, og denne proces gentages uendeligt.
  • antenne - Ladningsfordelingen i den ændres jævnligt, derfor ændres også det elektriske felt, der dannes omkring den, periodisk.

Elektromagnetiske bølger er ikke vibrationer af et materiale medium. Faktisk behøver de ikke et medium til at formere sig, og de spreder sig hurtigst gennem vakuum.

De genereres når det skiftende elektriske felt producerer et skiftende magnetfelt, hvilket igen genererer et andet skiftende elektrisk felt, og denne proces gentages.

Når der genereres elektromagnetiske bølger, er der ingen vibrerende partikler, så det er ikke let at forstå polarisering i dette tilfælde. Men hvis vi identificerer retningen af vibrationen med den skiftende elektriske feltintensitetsvektor, betragtes elektromagnetiske bølger også som tværgående bølger, så deres polarisering kan være lineær eller mere kompleks.

Naturligt lys er en bølge, der ikke polariseres i et enkelt plan, da det ikke kommer fra en enkelt kilde. Talrige molekyler eller atomer genererer det uafhængigt af hinanden og polariserer det i forskellige planer. Naturligt lys kan polariseres med optiske polariseringsfiltre.

Gravitationsbølger

  • Gravitationsbølge - De kan f.eks. genereres af to stjerner som kredser rundt om hinanden.

Gravitationsbølger genereres som følge af accelererende masser. I det væsentlige betragtes de som krusninger i rumtiden. De resulterer i udvidelse og sammentrækning af rumtiden på et givet tidspunkt. Dette kan kun påvises med meget præcise instrumenter, og kun meget store accelerationsmasser, såsom komponenterne i et binært stjernesystem, der kredser om hinanden, kan skabe signifikante tyngdebølger, som kan detekteres.

Typer af bølger

  • Kilde
  • Mekanisk
  • Elektromagnetisk
  • Gravitationel
  • Retning af vibrationer
  • Longitudinal
  • Transversal
  • Kompleks
  • Frekvens, bølgelængde
  • Infralyd - De er genereret af jordskælv, men de er også udsendt af hvaler og elefanter. De har en frekvens på 0 til 20 Hz.
  • Hørbar lyd - Frekvensen af lydbølger, der kan høres af mennesker, varierer fra 20 til 20.000 Hz.
  • Ultralyd - De bruges af flagermus og delfiner. Vi bruger dem til medicin til diagnostisk billeddannelse. De har en frekvens højere end 20.000 Hz.
  • Radiobølge - [b]Langbølge[/ b] - bølgelængde: 1.000-2.000 m, frekvens (Hz): 1.5×10⁵–3×10⁵ [b]Mellembølge[/b] - bølgelængde: 150-600 m, frekvens (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Kort bølge[/b] - bølgelængde: 15-50 m, frekvens (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Ultra kort bølge[/b] - bølgelængde: 1-15 m, frekvens (Hz):2×10⁷–3×10⁸ Radio bølger bruges af radioer og radarer.
  • Mikrobølge - bølgelængde: 1 m-0.03 mm, frekvens (Hz):3×10⁸–10¹³ De bruges af mobiltelefoner, Wi-Fi-routere og mikrobølgeovne.
  • Infrarød stråling - bølgelængde: 0,3-760 nm, frekvens (Hz): 10¹²–3,9×10¹⁴ Solen, menneskekroppen og varmeapparaterne udstråler varme i form af infrarød stråling.
  • Synligt lys - bølgelængde: 760-380 nm, frekvens (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴\Lys er også en type elektromagnetisk bølge.
  • Ultraviolet stråling - bølgelængde: 380-10 nm, frekvens (Hz):7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ En overeksponering af UV-stråler, der kommer fra Solen, forårsager solskoldning.
  • Røntgenstråling - wavelength: 1 nm–1 pm frequency (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ En overeksponering af røntgenstråler fra medicinsk udstyr kan beskadige vores celler.
  • Gamma stråling - bølgelængde: 0,3 nm-30 fm, frekvens (Hz):10¹⁸–10²² Gamma stråler, af kosmisk oprindelse eller genereret af nukleare reaktioner, er elektromagnetiske bølger med den mest ødelæggende kraft.
  • Andre mekaniske bølger

Bølger spiller en yderst vigtig rolle på mange områder af vores liv. Lyd og lys er bølger, ligesom jordskælv. Radio, radar og laser er også baseret på bølger.

Bølger kan kategoriseres efter forskellige egenskaber. De mest almindelige kategorier er baseret på det medium, hvor igennem bølgerne bevæger sig. De kan også grupperes efter polarisering og frekvens.

Afhængigt af mediet kan bølger være:

1) Mekaniske bølger (fx lyd, ultralyd, seismiske bølger, vandbølger)

2) Elektromagnetiske bølger (lys, radiobølger, infrarød stråling, ultraviolet stråling, røntgenstråling, gammastråling, mikrobølger)

3) Gravitationsbølger

4) Funktionerne som beskriver systemets kvante tilstand kan også betragtes som bølger; de kaldes derfor også bølgefunktioner.

Animation

  • Longitudinal bølge - Partikelbevægelsen er parallel med retningen af bølgeforplatningen. Mekaniske bølger, der går gennem gasser, er altid langsgående.
  • højttaler - Højttaleren udsender langsgående lydbølger. Lyd, ligesom enhver anden bølge, er kendetegnet ved bølgelængde, frekvens, bølgehastighed og amplitude.
  • retning af bølgeudbredelse
  • bevægelse af partikler
  • Transversal bølge - Partikelbevægelsen er vinkelret på bølgeudbredelsens retning.
  • retning af bølgeudbredelse
  • bevægelse af partikler
  • Vandbølge - Disse bølger er langsgående og tværgående på samme tid: Vandpartiklerne bevæger sig i cirkler.
  • cirkulært polariseret transversal bølge - En kombination af to tværgående bølger, der er vinkelret på hinanden.
  • lineært polariseret transversal bølge - En bølge, hvor partiklerne bevæger sig i et enkelt plan deres bevægelse er vinkelret på bølgeudbredelsens retning.
  • polarisator - Bølger bliver lineært polariseret, når de passerer gennem dette filter.
  • vinkelret polarisator
  • Elektromagnetisk dipolstråling - Det skiftende elektriske felt omkring antennen fremkalder et skiftende magnetfelt, hvilket igen genererer et skiftende elektrisk felt, og denne proces gentages uendeligt.
  • antenne - Ladningsfordelingen i den ændres jævnligt, derfor ændres også det elektriske felt, der dannes omkring den, periodisk.
  • Gravitationsbølge - De kan f.eks. genereres af to stjerner som kredser rundt om hinanden.
  • Kilde
  • Mekanisk
  • Elektromagnetisk
  • Gravitationel
  • Retning af vibrationer
  • Longitudinal
  • Transversal
  • Kompleks
  • Frekvens, bølgelængde
  • Infralyd - De er genereret af jordskælv, men de er også udsendt af hvaler og elefanter. De har en frekvens på 0 til 20 Hz.
  • Hørbar lyd - Frekvensen af lydbølger, der kan høres af mennesker, varierer fra 20 til 20.000 Hz.
  • Ultralyd - De bruges af flagermus og delfiner. Vi bruger dem til medicin til diagnostisk billeddannelse. De har en frekvens højere end 20.000 Hz.
  • Radiobølge - [b]Langbølge[/ b] - bølgelængde: 1.000-2.000 m, frekvens (Hz): 1.5×10⁵–3×10⁵ [b]Mellembølge[/b] - bølgelængde: 150-600 m, frekvens (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Kort bølge[/b] - bølgelængde: 15-50 m, frekvens (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Ultra kort bølge[/b] - bølgelængde: 1-15 m, frekvens (Hz):2×10⁷–3×10⁸ Radio bølger bruges af radioer og radarer.
  • Mikrobølge - bølgelængde: 1 m-0.03 mm, frekvens (Hz):3×10⁸–10¹³ De bruges af mobiltelefoner, Wi-Fi-routere og mikrobølgeovne.
  • Infrarød stråling - bølgelængde: 0,3-760 nm, frekvens (Hz): 10¹²–3,9×10¹⁴ Solen, menneskekroppen og varmeapparaterne udstråler varme i form af infrarød stråling.
  • Synligt lys - bølgelængde: 760-380 nm, frekvens (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴\Lys er også en type elektromagnetisk bølge.
  • Ultraviolet stråling - bølgelængde: 380-10 nm, frekvens (Hz):7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ En overeksponering af UV-stråler, der kommer fra Solen, forårsager solskoldning.
  • Røntgenstråling - wavelength: 1 nm–1 pm frequency (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ En overeksponering af røntgenstråler fra medicinsk udstyr kan beskadige vores celler.
  • Gamma stråling - bølgelængde: 0,3 nm-30 fm, frekvens (Hz):10¹⁸–10²² Gamma stråler, af kosmisk oprindelse eller genereret af nukleare reaktioner, er elektromagnetiske bølger med den mest ødelæggende kraft.
  • Andre mekaniske bølger

Fortællerstemme

Bølger spiller en yderst vigtig rolle på mange områder af vores liv. Lyd og lys er bølger, ligesom jordskælv. Radio, radar og laser er også baseret på bølger.

Bølger kan kategoriseres efter forskellige egenskaber. De mest almindelige kategorier er baseret på det medium, hvor igennem bølgerne bevæger sig. De kan også grupperes efter polarisering og frekvens.

Afhængigt af mediet kan bølger være mekaniske bølger, elektromagnetiske bølger, og gravitationsbølger. Funktionerne som beskriver systemets kvante tilstand kan også betragtes som bølger; de kaldes derfor også bølgefunktioner.

De enkleste mekaniske bølger er lydbølger, der bevæger sig gennem forskellige gasser. Kilden til lyden får gasmolekylerne til at vibrere. De molekyler, som allerede er vibrerende, forårsager, at nabo molekyler også vibrerer. Denne proces gentages, og sådan spredes vibrationer.

Mekaniske bølger, der rejser gennem gasser, er altid langsgående, det vil sige, at partikelbevægelsens retning er parallel med bølgeudbredelsens retning. Dette skyldes, at partikler i gassen ikke tiltrækker hinanden, og dermed udøves forskydningskræfter på dem. En enkelt partikel kan kun få partikler, der er foran den, til at vibrere. Longitudinale bølger kan ikke polariseres.

Mekaniske bølger, der rejser gennem faste stoffer eller væsker, kan enten være tværgående eller langsgående.

Transversale bølger er bølger, hvor forskydningen af partiklerne er vinkelret på bølgeudbredelsens retning. Når vi plukker en guitarstreng, bevæger bølgen sig langs strengen, men vibrationen er vinkelret på bølgens bevægelse.

Hvis vibration finder sted i samme plan, siger vi, at bølgen er lineært polariseret.

De fleste af de bølger, der observeres i naturen, er ikke rent tværgående eller langsgående, ligesom tværgående bølger ikke altid polariseres i et enkelt plan.

Disse bevægelser af partikler i et bestemt medium opstår normalt på samme tid. Enhver kompleks bølgebevægelse kan beskrives som en kombination af en langsgående og en eller flere tværgående bølger. Når vi f.eks. ser på bølger på vandet, bevæger partiklerne sig ikke kun op og ned, men også baglæns og fremad, så vandbølger kan også beskrives som en kombination af langsgående og tværgående bølger.

Årsagen til dette er, at vand ikke er et komprimerbart medium, så de nedadgående partikler komprimerer ikke partiklerne under dem, men skubber dem til siderne. Bølger, der bevæger sig gennem et fast medium (fx seismiske bølger) er endnu mere komplekse.

En elliptisk polariseret bølge er en sammensætning af to tværgående bølger, men denne bølge kan cirkulært polariseres i særlige tilfælde.

En cirkulært polariseret bølge kan let genereres ved at binde den ene ende af et elastisk reb til et blæserblad og holde rebet strakt ved at trække den anden ende.

For at omdanne en cirkulært polariseret bølge til en lineært polariseret bølge, har man brug for en polarisator. Til mekaniske bølger er denne polariser et hul. Når bølgen passerer gennem dette mellemrum, bliver den lineært polariseret. Hvis en anden polarisator, vinkelret på den første, placeres i bølgens vej, vil bølgen ikke passere gennem det.

Elektromagnetiske bølger er ikke vibrationer af et materiale medium. Faktisk behøver de ikke et medium til at formere sig, og de spreder sig hurtigst gennem vakuum.

De genereres når det skiftende elektriske felt producerer et skiftende magnetfelt, hvilket igen genererer et andet skiftende elektrisk felt, og denne proces gentages.

Når der genereres elektromagnetiske bølger, er der ingen vibrerende partikler, så det er ikke let at forstå polarisering i dette tilfælde. Men hvis vi identificerer retningen af vibrationen med den skiftende elektriske feltintensitetsvektor, betragtes elektromagnetiske bølger også som tværgående bølger, så deres polarisering kan være lineær eller mere kompleks.

Naturligt lys er en bølge, der ikke polariseres i et enkelt plan, da det ikke kommer fra en enkelt kilde. Talrige molekyler eller atomer genererer det uafhængigt af hinanden og polariserer det i forskellige planer. Naturligt lys kan polariseres med optiske polariseringsfiltre.

Gravitationsbølger genereres som følge af accelererende masser. I det væsentlige betragtes de som krusninger i rumtiden. De resulterer i udvidelse og sammentrækning af rumtiden på et givet tidspunkt. Dette kan kun påvises med meget præcise instrumenter, og kun meget store accelerationsmasser, såsom komponenterne i et binært stjernesystem, der kredser om hinanden, kan skabe signifikante tyngdebølger, som kan detekteres.

Relaterede ekstramaterialer

Karakteristik af lydbølger

Denne animation forklarer de vigtigste karakteristika ved bølger gennem lydbølger.

Hvordan virker det? - Højttaler

I højttalere genereres lydbølger gennem elektromagnetisk induktion.

Doppler effekten

Det er et velkendt fænomen, at lyden af ​​en nærliggende lydkilde er højere end den af ​​en tilbagegående.

Elektrisk klokke

Mekanisk klokke, der fungerer ved hjælp af en elektromagnet.

Enkel harmonisk bevægelse og ensartet cirkulær bevægelse

Enkel harmonisk bevægelse kan betragtes som den endimensionelle projektion af ensartet cirkulær bevægelse.

Gennemsigtighed

Denne animation forklarer gennemsigtighed og opacitet, princippet bag røngten og materialers lysabsorberende egenskaber.

Gravitationsbølger (LIGO)

Massive accelererende eller kredsløbende kroppe forårsager krusninger i rumtiden. Disse kaldes gravitationsbølger.

Havstrømme

De store havtransportør er et planet-bredt system af havstrømme, som har stor indflydelse på jordens klima.

Hvordan former havene jordens overflade?

Havvand, som ekstern kraft, spiller en vigtig rolle i udformningen af ​​kystlinier.

Jordskælv

Et jordskælv er et af de mest ødelæggende naturfænomener.

Måne radar eksperiment (Zoltán Bay, 1946)

I 1946 var en ungarsk videnskabsmand den første person til at opdage radarekkoer fra månen.

Magnetron

One of the most important components of the microwave oven is the magnetron, which produces the microwaves.

Radioaktivitet

Processen med nedbrydning af ustabile kerne kaldes radioaktivitet.

Tidevand

Stigning og fald af havets niveau er forårsaget af månens tyngdekraft.

Tidevands kraftværk

Tidevandsværker benytter det daglige udsving i vandstanden til produktion af elektricitet.

Øresvin

Øresvin delfiner er havpattedyr, der bruger ultralyd til orientering.

Concorde (1969)

Den første supersoniske passager maskine startede med flyvninger i 1976.

Elektriske lyskilder i hjemmet

Denne animation viser egenskaberne ved lyskilder i hjemmet, fra traditionelle pærer til LED-lys.

Hesteskonæser

Flagermus bruger ultralyd til at navigere og jage efter bytte.

Hvordan virker det? - Computer tomografi scanner

Denne animation demonstrerer opbygningen og driften af ​​CT scannere.

Hvordan virker det? - Mikrobølgeovn

Denne animation demonstrerer, hvordan mikrobølgeovne virker.

Hvordan virker det? - Sonar

Denne animation viser hvordan sonar fungerer.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denne fysiker-opfinder og elektroingeniør, der hovedsagelig beskæftiger sig med elektroteknikken, var utvivlsomt en af ​​de mest strålende figurer i den...

Stemmeproduktion

Når der produceres lyd, vibreres stemmebåndene af luften, som strømmer ud af lungen.

Tsunami

Tsunami bølger er meget høje bølger med enorme ødelæggende kræfter.

Solen

Solens diameter er ca. 109 gange jordens. Det meste af dens masse består af hydrogen.

Added to your cart.