Если вы уроните камешек в пруд с неподвижной водой, поверхность воды нарушится. Возмущение не ограничивается одним местом, а распространяется наружу по кругу. Если вы продолжите бросать гальку в пруд, вы увидите круги, быстро движущиеся наружу от точки, где поверхность воды нарушена. Создается ощущение, будто вода движется наружу от точки беспокойства. Если вы положите несколько кусочков пробки на поврежденную поверхность, будет видно, что кусочки пробки перемещаются вверх и вниз, но не удаляются от центра нарушения. Это показывает, что водная масса не течет наружу вместе с кругами, а скорее создается движущееся возмущение. Точно так же, когда мы говорим, звук движется от нас наружу, без какого-либо потока воздуха из одной части среды в другую. Возмущения, производимые в воздухе, гораздо менее очевидны, и только наши уши или микрофон могут их обнаружить. Эти паттерны, которые движутся без реальной физической передачи или потока материи в целом, называются волнами.
Волны переносят энергию, и характер возмущения содержит информацию, которая распространяется от одной точки к другой. Все наши коммуникации существенно зависят от передачи сигналов через волны. Речь означает создание звуковых волн в воздухе, а слух - их обнаружение. Часто в общении используются разные виды волн. Например, звуковые волны могут быть сначала преобразованы в сигнал электрического тока, который, в свою очередь, может генерировать электромагнитную волну, которая может передаваться по оптическому кабелю или через спутник. Обнаружение исходного сигнала обычно включает эти шаги в обратном порядке.
Не всем волнам требуется среда для своего распространения. Например, световые волны могут проходить через вакуум. Свет, излучаемый звездами, которые находятся на расстоянии сотен световых лет от нас, достигает нас через межзвездное пространство, которое практически представляет собой вакуум.
Вот несколько примеров волн - океанские волны, звуковые волны, световые волны, землетрясения, теле- и радиоволны, рентгеновские лучи, волоконная оптика, лазеры, микроволновые печи в печах и т. Д.
1. Механические волны:
Самый известный тип волн, таких как волны на струне, волны на воде, звуковые волны, сейсмические волны и т. Д., - это так называемые механические волны. Эти волны требуют среды для распространения, они не могут распространяться в вакууме. Они связаны с колебаниями составляющих частиц и зависят от упругих свойств среды.
Механические волны бывают двух разных форм - поперечная волна и продольная волна.
Поперечная волна - это волна, которая заставляет частицы, над которыми они проходят, колебаться под прямым углом к направлению, в котором движутся волны. Он перемещает среду перпендикулярно волновому движению. Например, изобразите лодку, подпрыгивающую вверх и вниз по воде, когда мимо проходит волна; вибрирующая гитарная струна и т. д.
Продольная волна - это волна, которая заставляет частицы, над которыми они проходят, колебаться параллельно направлению движения волн. Он перемещает среду параллельно волновому движению. Например, обтягивающие волны, которые вы толкаете и тянете, и т. Д.
2. Электромагнитные волны:
Электромагнитные волны - это волны другого типа. Электромагнитным волнам не обязательно нужна среда - они могут распространяться в вакууме. Свет, радиоволны, рентгеновские лучи - все это электромагнитные волны. В вакууме все электромагнитные волны имеют одинаковую скорость.
3. Волны материи:
Третий вид волн - это так называемые волны Материи. Материя состоит из атомов, а атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Волновую функцию материальной частицы часто называют волной материи. Любая материя может проявлять волнообразное поведение. Например, пучок электронов может дифрагировать так же, как пучок света или водная волна. Они концептуально более абстрактны, чем механические или электромагнитные волны; они уже нашли применение в нескольких устройствах, основанных на современных технологиях; волны вещества, связанные с электронами, используются в электронных микроскопах.
