¿Cómo definen los picos y valles las ondas mecánicas?

En física, las ondas en las que la dirección de vibración de la partícula es perpendicular a la dirección de propagación de la onda se denominan ondas transversales. En una onda transversal, el punto más alto del abultamiento se llama cresta y el punto más bajo de la depresión se llama valle. La propagación de vibraciones mecánicas en el medio se llama onda mecánica. Las ondas mecánicas y las ondas electromagnéticas tienen similitudes y diferencias. Las ondas mecánicas se generan por vibraciones mecánicas y las ondas electromagnéticas se generan por oscilaciones electromagnéticas. La propagación de ondas mecánicas requiere medios específicos y las velocidades de propagación en diferentes medios tampoco pueden ser diferentes. propagarse en absoluto en el vacío, y las ondas electromagnéticas (como las ondas de luz) pueden propagarse en el vacío; las ondas mecánicas pueden ser ondas transversales y ondas longitudinales, pero las ondas electromagnéticas solo pueden ser ondas transversales; , como la refracción, la reflexión, etc., son consistentes y las cantidades físicas que las describen también son las mismas. Las ondas mecánicas comunes incluyen: ondas de agua, ondas sonoras y ondas sísmicas.

Curva de forma de onda

Si tomas una foto en un momento determinado cuando la cuerda está ondulando, puedes obtener la forma de onda en ese momento.

Esta forma de onda está compuesta por varias partículas en la cuerda con diferentes desplazamientos al mismo tiempo.

Si añades un sistema de coordenadas a la forma de onda, podrás obtener la imagen de la onda en ese momento.

Utilice la abscisa x para representar la posición de equilibrio de cada partícula a lo largo de la dirección de propagación de la onda, y utilice la ordenada y para representar el tamaño de cada partícula lejos de la posición de equilibrio. Se especifica que el desplazamiento hacia arriba. La dirección es un valor positivo.

Ondas Mecánicas

Ondas Longitudinales

En una onda longitudinal, el desplazamiento de las partículas es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Animación que muestra una onda plana longitudinal unidimensional que se propaga a lo largo de un tubo. Las partículas no avanzan a lo largo del tubo con la onda; simplemente oscilan hacia adelante y hacia atrás alrededor de sus respectivas posiciones de equilibrio. Selecciona una partícula y observa su movimiento. Animación que muestra la diferencia entre el movimiento oscilatorio de una sola partícula y la propagación de ondas en un medio. La animación también identifica áreas de compresión y escasez.

Las ondas P (ondas primarias) en los terremotos son ejemplos de ondas longitudinales. Las ondas P viajan más rápido y llegan primero.

Onda Transversa

En una onda transversal, el desplazamiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Animación que muestra una onda plana transversal unidimensional que se propaga de izquierda a derecha. Las partículas no se mueven con la onda; simplemente oscilan hacia arriba y hacia abajo en sus respectivas posiciones de equilibrio a medida que pasa la onda.

Las ondas S (ondas secundarias) en los terremotos son ejemplos de ondas transversales. Las ondas S viajan a una velocidad más lenta que las ondas P.

Las propiedades físicas de las ondas mecánicas también se aplican a las ondas electromagnéticas. Por eso, aquí las "ondas mecánicas" se denominan "ondas".

Refracción de las ondas

. En física nos referimos a Durante el proceso de propagación de una onda, el fenómeno de que la dirección de propagación cambia cuando pasa de un medio a otro se llama refracción.

En la refracción de ondas, el ángulo entre la línea de onda de la onda incidente y la línea normal se llama ángulo incidente, representado por i; La línea se llama ángulo de refracción y se representa por r.

Ley de refracción

Investigaciones adicionales muestran que cuando las ondas se refractan, existe la siguiente relación entre el ángulo incidente y el ángulo de refracción

(sini)/ (sinr)=v1 /v2=λ1/λ2

v es la velocidad de la onda; λ es la longitud de onda

Esta ley se llama ley de Snell en óptica.

Interferencia de ondas

La superposición de dos ondas con la misma frecuencia hace que la vibración en algunas zonas se fortalezca y la vibración en algunas zonas se debilite, y las zonas donde la La vibración se fortalece y las áreas donde la vibración se debilita se separan entre sí. Este fenómeno se llama interferencia de ondas.

Una condición necesaria para que se produzca interferencia es que las frecuencias de las dos ondas sean iguales o tengan una diferencia de fase fija. Si las frecuencias de las dos ondas son diferentes o las dos fuentes de ondas no tienen una diferencia de fase fija (diferencia de fase), la amplitud de cada partícula en la onda cambiará con el tiempo cuando se superpongan entre sí. La vibración siempre se fortalece o debilita, por lo que no se puede producir estabilidad. El fenómeno de interferencia no puede formar un patrón de interferencia.