Wenn Sie einen Kieselstein in einen Teich mit stillem Wasser fallen lassen, wird die Wasseroberfläche gestört. Die Störung bleibt nicht auf einen Ort beschränkt, sondern breitet sich entlang eines Kreises nach außen aus. Wenn Sie weiterhin Kieselsteine in den Teich fallen lassen, sehen Sie Kreise, die sich von dem Punkt, an dem die Wasseroberfläche gestört ist, schnell nach außen bewegen. Es gibt das Gefühl, als würde sich das Wasser vom Punkt der Störung nach außen bewegen. Wenn Sie einige Korkstücke auf die gestörte Oberfläche legen, ist zu sehen, dass sich die Korkstücke auf und ab bewegen, sich jedoch nicht vom Zentrum der Störung entfernen. Dies zeigt, dass die Wassermasse nicht mit den Kreisen nach außen fließt, sondern eine Bewegungsstörung entsteht. In ähnlicher Weise bewegt sich der Ton beim Sprechen von uns nach außen, ohne dass Luft von einem Teil des Mediums zum anderen strömt. Die in der Luft erzeugten Störungen sind viel weniger offensichtlich und nur unsere Ohren oder ein Mikrofon können sie erkennen. Diese Muster, die sich ohne den tatsächlichen physischen Transfer oder Fluss der Materie als Ganzes bewegen, werden Wellen genannt.
Wellen transportieren Energie und das Störungsmuster enthält Informationen, die sich von einem Punkt zum anderen ausbreiten. Alle unsere Kommunikationen hängen im Wesentlichen von der Übertragung von Signalen durch Wellen ab. Sprache bedeutet, dass die Erzeugung von Schallwellen in Luft und Hören zu ihrer Erkennung führt. Oft beinhaltet die Kommunikation verschiedene Arten von Wellen. Beispielsweise können Schallwellen zuerst in ein elektrisches Stromsignal umgewandelt werden, das wiederum eine elektromagnetische Welle erzeugen kann, die von einem optischen Kabel oder über einen Satelliten übertragen werden kann. Die Erkennung des ursprünglichen Signals umfasst normalerweise diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge.
Nicht alle Wellen benötigen ein Medium für ihre Ausbreitung. Beispielsweise können Lichtwellen durch ein Vakuum wandern. Das Licht der Sterne, die Hunderte von Lichtjahren entfernt sind, erreicht uns durch den interstellaren Raum, der praktisch ein Vakuum ist.
Einige Beispiele für Wellen sind - Meereswellen, Schallwellen, Lichtwellen, Erdbeben, Fernseh- und Radiowellen, Röntgenstrahlen, Lichtwellenleiter, Laser, Mikrowellen in Öfen usw.
1. Mechanische Wellen:
Die bekannteste Art von Wellen wie Wellen an einer Schnur, Wasserwellen, Schallwellen, seismische Wellen usw. sind die sogenannten mechanischen Wellen. Diese Wellen benötigen ein Medium zur Ausbreitung, sie können sich nicht durch ein Vakuum ausbreiten. Sie beinhalten Schwingungen von Bestandteilen und hängen von den elastischen Eigenschaften des Mediums ab.
Mechanische Wellen gibt es in zwei verschiedenen Formen - Transversalwelle und Longitudinalwelle.
Eine Transversalwelle ist eine Welle, die bewirkt, dass Partikel, über die sie laufen, im rechten Winkel zu der Richtung schwingen, in der sich die Wellen bewegen. Es bewegt das Medium senkrecht zur Wellenbewegung. Stellen Sie sich zum Beispiel ein Boot vor, das im Wasser auf und ab schwankt, während eine Welle vorbeifährt. eine vibrierende Gitarrensaite usw.
Eine Longitudinalwelle ist eine Welle, die bewirkt, dass Partikel, über die sie laufen, parallel zu der Richtung schwingen, in die sich die Wellen bewegen. Es bewegt das Medium parallel zur Wellenbewegung. Zum Beispiel schleichende Wellen, die Sie drücken und ziehen usw.
2. Elektromagnetische Wellen:
Die elektromagnetischen Wellen sind eine andere Art von Welle. Elektromagnetische Wellen benötigen nicht unbedingt ein Medium - sie können sich durch ein Vakuum bewegen. Licht, Radiowellen und Röntgenstrahlen sind alle elektromagnetische Wellen. Im Vakuum haben alle elektromagnetischen Wellen die gleiche Geschwindigkeit.
3. Materiewellen:
Die dritte Art von Welle sind sogenannte Materiewellen. Die Materie besteht aus Atomen, und Atome bestehen aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Die Wellenfunktion für ein Materialteilchen wird oft als Materiewelle bezeichnet. Alle Materie kann wellenartiges Verhalten zeigen. Beispielsweise kann ein Elektronenstrahl genau wie ein Lichtstrahl oder eine Wasserwelle gebeugt werden. Sie sind konzeptionell abstrakter als mechanische oder elektromagnetische Wellen; Sie haben bereits Anwendungen in mehreren Geräten gefunden, die für die moderne Technologie grundlegend sind. Mit Elektronen assoziierte Materiewellen werden in Elektronenmikroskopen eingesetzt.
