Unterschied zwischen mechanischer Welle und elektromagnetischer Welle (mit Tabelle)

Mechanische Welle gegen elektromagnetische Welle

Für Physikliebhaber könnten die verschiedenen Wellen und ihre Eigenschaften kristallklar sein, für andere ist der Unterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen möglicherweise nicht so leicht zu erfassen. Die beiden Arten von Wellen variieren jedoch auf verschiedene Weise, obwohl beide Energie um uns herum ausbreiten.

Das Unterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen ist dass mechanische Wellen kann sich nicht ohne Medium fortbewegen, wohingegen elektromagnetische Wellen mit Hilfe eines beliebigen Mediums durch ein Vakuum wandern können.

Ein weiterer großer Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die von mechanischen Wellen zurückgelegte Strecke von der Elastizität des verwendeten Mediums abhängt, während die Eigenschaften einer elektromagnetischen Welle von wirkenden magnetischen und elektrischen Feldern abhängen.

Diese beiden Arten von Wellen variieren auch in ihrer Geschwindigkeit. Eine mechanische Welle bewegt sich viel langsamer als eine elektrische Welle, die sich so schnell wie Licht ausbreitet. Ein Beispiel für eine mechanische Welle ist eine Schallwelle, während eine Mikrowelle und eine Radiowelle Beispiele für elektromagnetische Wellen sind.


 

Vergleichstabelle zwischen mechanischer Welle und elektromagnetischer Welle (in tabellarischer Form)

Parameter des VergleichsMechanische WellenElektromagnetische Wellen
MittelKann nicht ohne Medium reisenKann ohne Medium reisen
Beeinflussende FaktorenElastizität und Trägheitmagnetische und elektrische Felder
GeschwindigkeitReist mit der Geschwindigkeit des MediumsReist mit Lichtgeschwindigkeit
TypenQuer und längsNur quer
BeispieleSchallwellen, OberflächenwellenMikrowellen, Radiowellen usw.

 

Was ist mechanische Welle?

Mechanische Wellen sind nach Definitionen Wellen, die das Ergebnis oszillierender Materie sind und deren Bewegung die Welle vorwärts trägt. Dies bedeutet auch, dass mechanische Wellen immer ein Medium benötigen und sich nicht im Vakuum bewegen können.

Daher kann eine mechanische Welle Hafen Geschwindigkeit, die auf die Geschwindigkeit des Mediums begrenzt ist und sich nur in die Richtung bewegen kann, in die das Medium es trägt. Diese Art von Welle benötigt auch eine anfängliche Energiemenge, um die Bewegung zu starten.

Es gibt drei Arten von mechanischen Wellen: Längs-, Quer- und Oberflächenwellen. Eine Longitudinalwelle entsteht, wenn die Partikel des Mediums parallel zur Vorwärtsrichtung der Welle schwingen.

Eine Transversalwelle wird gebildet, wenn die Teilchen der Welle senkrecht zur Bewegungsrichtung schwingen, während eine Oberflächenwelle gebildet wird, wenn sich die Wellen an der Grenzfläche zweier Medien bewegen. Ein Beispiel für die Oberflächenwelle sind Wellen in einem Gewässer.

Mechanische Welle
 

Was ist eine elektromagnetische Welle?

Elektromagnetische Wellen sind das Ergebnis der Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen, die intern andere Teilchen in ihrer Umgebung beeinflussen. In einem elektromagnetischen Feld schwingen keine Teilchen, aber die Photonen selbst breiten sich aus und erzeugen eine Welle. Elektromagnetische Felder basieren auf den vier Gesetzen von Maxwell.

Ein elektromagnetisches Feld ist das Ergebnis sich ändernder elektrischer und magnetischer Felder, deren Richtung um 90 Grad zueinander zeigt. Die Richtungen dieser Felder sind auch senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Energie und der Welle.

Da elektromagnetische Strahlung aus keinen Partikeln und nur oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern besteht, benötigen sie kein Medium, um sich auszubreiten. Sie können sich somit durch ein Vakuum bewegen. Die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle ist so hoch wie die Lichtgeschwindigkeit. Elektromagnetische Wellen unterliegen den Gesetzen der Quantenelektrodynamik.

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Mit anderen Worten, elektromagnetische Wellen bestehen aus Photonen, die ungeladene Teilchen sind, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen können. Diese Wellen breiten Energie, Impuls und Drehimpuls von der Quelle weg aus.  

Wenn sich diese Photonen von ihrer Mutterquelle entfernen, ist keine kontinuierliche Energieversorgung mehr erforderlich, um sie in Bewegung zu halten, und es entsteht so das sogenannte Fernfeld. Das Feld um die Elternladung, die die Welle überhaupt erzeugt hat, wird als Nahfeld bezeichnet.

Elektromagnetische Welle

Hauptunterschiede zwischen Mechanische Welle und elektromagnetische Welle

  • Der Hauptunterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen besteht darin, dass sich mechanische Wellen nicht ohne Medium ausbreiten können, während elektromagnetische Wellen mit Hilfe eines beliebigen Mediums durch ein Vakuum wandern können.
  • Ein weiterer großer Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die von mechanischen Wellen zurückgelegte Strecke von der Elastizität des verwendeten Mediums abhängt, während die Eigenschaften einer elektromagnetischen Welle von wirkenden magnetischen und elektrischen Feldern abhängen.
  • Eine mechanische Welle bewegt sich viel langsamer als eine elektromagnetische Welle, die sich so schnell wie Licht bewegt, dessen Hauptbestandteile Photonen sind.
  • Ein Beispiel für eine mechanische Welle ist eine Schallwelle, während eine Mikrowelle, eine Radiowelle, Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen-, sichtbares Licht- und Gammastrahlen Beispiele für elektromagnetische Wellen sind.
  • Mechanische Wellen sind Wellen, die das Ergebnis oszillierender Materie sind und deren Bewegung die Welle vorwärts trägt, während elektromagnetische Wellen das Ergebnis der Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen sind.

 

Fazit

Sowohl mechanische als auch elektromagnetische Wellen sind eine Quelle zur Ausbreitung der Energie von einem Ort zum anderen. Unter den verschiedenen Arten von Wellen in der Physik sind diese beiden am häufigsten anzutreffen und zu diskutieren.

Der Hauptunterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen besteht darin, dass mechanische Wellen sich nicht ohne Medium ausbreiten können und eine Geschwindigkeit aufweisen können, die auf die Geschwindigkeit des Mediums begrenzt ist, während sich elektromagnetische Wellen mit Hilfe eines beliebigen Mediums durch ein Vakuum bewegen können und sich mit der Geschwindigkeit fortbewegen können des Lichts.

Mechanische Wellen sind Wellen, die das Ergebnis oszillierender Materie sind, und diese Art von Welle benötigt auch eine anfängliche Energiemenge, um die Bewegung zu starten, während elektromagnetische Wellen das Ergebnis der Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen sind, die intern andere Teilchen um sie herum beeinflussen.

Eine mechanische Welle kann von drei Arten sein, longitudinale, transversale und Oberflächenwellen, während eine elektromagnetische Welle nur eine transversale Welle sein kann. Ein Beispiel für eine mechanische Welle sind Wellen in einem Gewässer, während die einer elektromagnetischen Welle Mikrowellen, Radiowellen und ultraviolette Strahlen sind.

Die von mechanischen Wellen zurückgelegte Strecke hängt von der Elastizität und Trägheit des verwendeten Mediums ab, während die Eigenschaften einer elektromagnetischen Welle von wirkenden magnetischen und elektrischen Feldern abhängen. Eine mechanische Welle breitet nur die Energie innerhalb der Teilchen aus, während ein elektromagnetisches Feld Energie, Impuls und Drehimpuls ausbreitet.