Progresīvais vilnis pret stacionāro vilni
Viļņi ir ļoti svarīga parādība, kas notiek reālajā dzīvē. Viļņu un vibrāciju izpēte aizsākās senā pagātnē. Stacionāro viļņu un progresīvo viļņu jēdzieni tiek apspriesti daudzās fizikas un ķīmijas jomās. Tie tiek apspriesti mehānikā, akustikā, radaru tehnoloģijā, sakaru tehnoloģijā, kvantu mehānikā un pat mūzikā. Ir ļoti svarīgi pareizi saprast progresīvos viļņus un stacionāros viļņus, lai šādās jomās gūtu izcilību. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir stacionārie viļņi un progresīvie viļņi, to definīcijas, līdzības starp stacionārajiem un progresīvajiem viļņiem, kā tiek radīti progresīvie viļņi un stacionārie viļņi, to pielietojums un visbeidzot atšķirība starp stacionārajiem viļņiem un progresīvajiem viļņiem..
Progresīvie viļņi
Mehānisku vilni izraisa jebkura turbulence vidē. Vienkārši mehānisko viļņu piemēri ir skaņa, zemestrīces, okeāna viļņi. Vilnis ir enerģijas izplatīšanās metode. Turbulences radītā enerģija tiek izplatīta ar viļņiem. Sinusoidālais vilnis ir vilnis, kas svārstās saskaņā ar vienādojumu y=A sin (ωt – kx). Vilnim izplatoties telpā, tiek izplatīta arī tā nestā enerģija. Šī enerģija izraisa daļiņu svārstības ceļā. To var interpretēt arī otrādi, jo enerģija tiek izplatīta caur daļiņu svārstībām. Ir divu veidu progresīvie viļņi; proti, garenviļņi un šķērsviļņi. Gareniskā viļņā daļiņu svārstības ir paralēlas izplatīšanās virzienam. Tas nenozīmē, ka daļiņas pārvietojas kopā ar vilni. Daļiņas svārstās tikai ap fiksētu līdzsvara punktu telpā. Šķērsviļņos daļiņu svārstības notiek perpendikulāri izplatīšanās virzienam. Skaņas viļņi sastāv tikai no garenvirziena viļņiem, viļņi uz virknes ir šķērsvirziena. Okeāna viļņi ir šķērsviļņu un garenviļņu kombinācija.
Stacionārie viļņi
Stacionārie viļņi, kas pazīstami arī kā stāvviļņi, rodas divu vienādu viļņu pārtveršanas dēļ, kas virzās pretējos virzienos. Divus identiskus sinusoidālos viļņus, kas virzās +x un –x virzienā, var attēlot ar y1=A sin (ωt – kx) un y2=Sin (ωt + kx) attiecīgi. Šo divu vienādojumu pievienošana nodrošina abu viļņu pārklājumu. Tāpēc y1+y2=y=A [sin (ωt – kx) + grēks (ωt + kx)]. Vienkāršojot šo vienādojumu, mēs iegūstam Y=2A sin (ωt) cos (kx). Dotajai x vērtībai vienādojums kļūst par Y=B sin (ωt), kas ir vienkārša harmoniskā svārstība.
Kāda ir atšķirība starp progresīvajiem un stacionārajiem viļņiem?
• Progresīvie viļņi pa viļņa ceļu pārnes neto enerģijas daudzumu. Stacionārs vilnis nenes neto enerģiju pa ceļu.
• Lai izveidotu stacionāru vilni, ir nepieciešami divi identiski izplatošie viļņi.
• Stacionāra viļņa amplitūda mainās attālumā, bet konkrētajam punktam amplitūda paliek nemainīga. Katram izplatošā viļņa punktam amplitūda ir vienāda, ņemot vērā, ka vilnis ir vienmērīgs.
