Stacionārie viļņi veidojas, traucējot diviem viļņiem ar tādu pašu frekvenci un amplitūdu, kas pārvietojas pretējos virzienos, kā rezultātā rodas mezgli un antinodi, kas paliek fiksēti telpā. Un otrādi, ceļojošie viļņi izplatās pa barotni, bez traucējumiem pārnesot enerģiju no viena punkta uz otru, ko raksturo nepārtraukti mainīgas virsotnes un ieplakas, kad tie virzās uz priekšu.
Atslēgas
- Stacionārie viļņi paliek fiksēti, savukārt ceļojošie viļņi izplatās caur barotni.
- Mezgli un antinodi raksturo stacionāros viļņus, savukārt ceļojošajiem viļņiem ir virsotnes un zemākās vietas.
- Stacionāros viļņos enerģija paliek ierobežota noteiktā vietā, bet enerģija pārvietojas no viena punkta uz otru ceļojošos viļņos.
Stacionārie un ceļojošie viļņi
Divu viļņu kustība pretējos virzienos, kuru frekvences un amplitūdas ir vienādas stacionāri viļņi. Šie viļņi nepārraida enerģiju. Viļņu kustību no viena punkta uz otru sauc par ceļojošo vilni. Ceļojošā vilnī nav mezglu vai antinodu. Šie viļņi pārraida enerģiju.
Salīdzināšanas tabula
| iezīme | Stacionārais vilnis | Ceļojošais vilnis |
|---|---|---|
| Kustība | Neceļo – daļiņas vibrē ap fiksētu pozīciju | Travels caur vidi – daļiņas svārstās un pārnes enerģiju |
| Veidošana | Divu identisku superpozīcija ceļojošie viļņi ievācoties pretējos virzienos | Notiek, kad ceļojošais vilnis sastopas ar a robeža (atspulgs) vai ceļo pa mediju ar nevienmērīgas īpašības |
| Enerģijas nodošana | Nenodod enerģiju – enerģija svārstās fiksētos punktos | Nodod enerģiju pa izplatīšanās virzienu |
| Mezgli un antinodi | Ir punkti no nulles nobīde (mezgli) un punkti maksimālais pārvietojums (antinodi) | Nav mezglu un antinodu |
| Piemēri | Vibrējoša ģitāras stīga, skaņas viļņi vienā galā noslēgtā caurulē | Ūdens viļņi ezerā, skaņas viļņi, kas ceļo pa gaisu |
Kas ir stacionārie viļņi?
Veidošanās un īpašības:
Kad satiekas divi identiskas frekvences un amplitūdas viļņi, kas pārvietojas pretējos virzienos, tie pārklājas viens virs otra. Noteiktos punktos gar barotni abi viļņi pastiprina viens otru, radot maksimālo konstruktīvo traucējumu reģionus, kas pazīstami kā antimezgli. Un otrādi, citos punktos viļņi izslēdz viens otru, kā rezultātā veidojas reģioni ar minimālo vai nulles amplitūdu, ko sauc par mezgliem.
Matemātiskais attēlojums:
Stacionāros viļņus var matemātiski aprakstīt, izmantojot superpozīcijas principu, kur vides nobīde jebkurā brīdī un laikā ir atsevišķo viļņu pārvietojumu summa. Tas noved pie stāvviļņu vienādojumu veidošanās, piemēram, tie, kas regulē virkņu, membrānu un citu svārstību sistēmu vibrācijas. Vienādojumi ietver sinusa vai kosinusa funkcijas ar koeficientiem, ko nosaka sistēmas robežnosacījumi.
Lietojumprogrammas un piemēri:
Stacionārajiem viļņiem ir daudz praktisku pielietojumu dažādās jomās. Akustikā tie ir atbildīgi par mūzikas instrumentos novērotajām rezonanses parādībām, kur radītie stāvviļņi nosaka instrumenta tembru un augstumu. Optikā stacionāru viļņu radītie traucējumu modeļi tiek izmantoti tādās ierīcēs kā interferometri precīziem mērījumiem. Turklāt kvantu mehānikā stacionāriem viļņiem ir galvenā loma viļņu daļiņu dualitātes koncepcijā, aprakstot daļiņu, piemēram, elektronu, uzvedību atomu orbitālēs.
Kas ir ceļojošie viļņi?
Ceļojošo viļņu raksturojums
- Pavairošana: Ceļojošie viļņi pārvietojas pa vidi, izraisot tajā esošās daļiņas svārstīties uz priekšu un atpakaļ, vilnim ejot. Šo daļiņu kustība ir paralēla viļņu izplatīšanās virzienam.
- Nepārtraukta enerģijas pārvade: Ceļojošie viļņi pārvada enerģiju no vienas vietas uz otru, nepārvietojot nesēju. Vilnim kustoties, enerģija tiek pārnesta no vienas daļiņas uz nākamo, ļaujot vilnim izplatīties attālumā.
- Viļņu frontes: Ceļojošiem viļņiem ir viļņu frontes, kas ir nemainīgas fāzes virsmas, kas izplatās caur vidi. Šīs viļņu frontes attēlo traucējumu priekšējo malu, kad tas pārvietojas telpā.
- Amplitūda un frekvence: Ceļojošiem viļņiem ir tādas īpašības kā amplitūda (maksimālā daļiņu pārvietošanās no to līdzsvara pozīcijām) un frekvence (svārstību skaits laika vienībā). Šīs īpašības nosaka attiecīgi viļņa intensitāti un augstumu.
- Ceļojošo viļņu veidi: Ceļojošos viļņus var iedalīt divos galvenajos veidos: šķērsviļņi un garenviļņi. Šķērsviļņos vides daļiņas svārstās perpendikulāri viļņu izplatīšanās virzienam, savukārt garenviļņos daļiņas svārstās paralēli izplatīšanās virzienam.
- Piemēri: Ceļojošo viļņu piemēri ir elektromagnētiskie viļņi (piemēram, gaismas un radioviļņi), ūdens viļņi, skaņas viļņi, seismiski viļņi un viļņi uz stīgām vai atsperēm.
Galvenās atšķirības starp stacionāriem un ceļojošiem viļņiem
- Pavairošana:
- Stacionārie viļņi neizplatās pa barotni; tā vietā tie rodas divu pretējos virzienos virzošu viļņu traucējumu rezultātā.
- Ceļojošie viļņi izplatās caur vidi, bez traucējumiem pārnesot enerģiju no viena punkta uz otru.
- Daļiņu kustība:
- Stacionāros viļņos barotnes daļiņas svārstās fiksētā veidā, mezgliem un antinodiem paliekot nekustīgiem.
- Ceļojošos viļņos daļiņas svārstās uz priekšu un atpakaļ viļņu izplatīšanās virzienā, pārnesot enerģiju viļņam kustoties.
- apmācība:
- Stacionārie viļņi veidojas, superpozīcija diviem viļņiem ar vienādu frekvenci un amplitūdu, kas pārvietojas pretējos virzienos.
- Ceļojošos viļņus ģenerē traucējumi, kas izplatās pa vidi, izraisot daļiņu svārstības, vilnim virzoties uz priekšu.
- Enerģijas pārnešana:
- Stacionārie viļņi nepārnēsā enerģiju; tā vietā tie atspoguļo enerģijas pārdali vidē.
- Ceļojošie viļņi nepārtraukti pārraida enerģiju no viena punkta uz otru, kad tie izplatās caur vidi.
- Raksturīgi modeļi:
- Stacionārajos viļņos ir mezgli (nepārvietošanās punkti) un antinodi (maksimālās pārvietošanās punkti), kas paliek fiksēti telpā.
- Ceļojošiem viļņiem, virzoties uz priekšu, ir nepārtraukti mainīgas virsotnes un ieplakas, bez fiksēta mezglu un antimezglu modeļa.
- https://yakari.polytechnique.fr/Django-pub/documents/matteo2004rp-1pp.pdf
- https://arxiv.org/pdf/0901.1026
- https://arxiv.org/pdf/patt-sol/9701007
Pēdējo reizi atjaunināts: 04. gada 2024. martā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Rakstā sniegts pārdomas rosinošs stacionāro un ceļojošo viļņu salīdzinājums, ar lielu dziļumu izgaismojot viļņu fizikas nianses.
Pilnīgi piekrītu, Tomas. Raksts piedāvā ieskatu analīzi, padarot to par neaizstājamu atsauci, lai izprastu viļņu uzvedību.
Rakstā ir sniegta visaptveroša un izglītojoša viļņu parādību analīze, piedāvājot vērtīgu ieskatu stacionāro un ceļojošo viļņu atšķirīgajās fizikā.
Pilnīgi noteikti, Robertson. Raksta detalizētie salīdzinājumi un rūpīga viļņu īpašību izpēte padara to par izcilu resursu viļņu dinamikas izpratnei.
Es atklāju, ka raksts ir izcils zināšanu avots par viļņu fiziku, sniedzot detalizētu un ieskatu viļņu uzvedības analīzi.
Mani pārsteidz skaidrība un detalizētība, ar kādu rakstā ir izvērsti stacionāro un ceļojošo viļņu jēdzieni, būtiski veicinot izpratni par viļņu fiziku.
Pilnīgi noteikti, Mērfij. Rakstā sniegtā rūpīgā viļņu īpašību un enerģijas pārneses izpēte uzlabo lasītāju izpratni par šiem pamatjēdzieniem.
Rakstā sniegtā visaptverošā viļņu uzvedības analīze patiešām ir ievērojama, sniedzot vērtīgu ieskatu stacionāro un ceļojošo viļņu atšķirīgajās īpašībās.
Detalizēti stacionāro un ceļojošo viļņu apraksti un salīdzinājumi ir ļoti saprotami. Šis raksts ir lielisks resurss ikvienam, kas vēlas labāk izprast viļņu fiziku.
Man šķita, ka skaidrojums par stacionārajiem un ceļojošajiem viļņiem ir izglītojošs, īpaši koncentrējoties uz enerģijas pārnesi un mezglu un antinodu veidošanos.
Šajā rakstā ir sniegta visaptveroša viļņu fizikas analīze, precīzi iedziļinoties viļņu īpašībās un īpašībās.
Jā, tas ir iespaidīgi, kā tas detalizēti aptver gan stacionāro, gan ceļojošo viļņu veidošanos, viļņu profilus un enerģijas transportēšanu.
Stacionāro un ceļojošo viļņu salīdzinājumi un atšķirības ir parādīti ļoti skaidri, ļaujot viegli saprast jēdzienus.
Raksts piedāvā pārliecinošu viļņu dinamikas un enerģijas pārneses izpēti, sniedzot rūpīgu stacionāro un ceļojošo viļņu salīdzinājumu fizikā.
Es nevarētu vairāk piekrist, Ādam. Rakstā ir apskatītas sarežģītas viļņu uzvedības detaļas, padarot to par bagātinošu lasāmvielu fizikas entuziastiem.
Visaptverošā analīze un detalizētie skaidrojumi veicina dziļu izpratni par viļņu fizikas pamatprincipiem.
Raksts lieliski izskaidro galvenās atšķirības starp stacionāriem un ceļojošiem viļņiem, padarot to par nenovērtējamu resursu studentiem un fizikas entuziastiem.
Pilnīgi noteikti, Gvud. Visaptverošā salīdzināšanas tabula un detalizētās sadaļas par stacionāriem un ceļojošiem viļņiem ir ārkārtīgi informatīvas.
Es nevaru vairāk piekrist, skaidri skaidrojumi un vizuālie attēlojumi uzlabo izpratni par viļņu fiziku.
Šajā rakstā ir eleganti apkopoti viļņu galvenie jēdzieni fizikā. Tas skaidri un kodolīgi sniedz svarīgu informāciju par stacionāriem un ceļojošiem viļņiem.
Es pilnībā piekrītu, Ryan. Detalizēts viļņu raksturlielumu skaidrojums un stacionāro un ceļojošo viļņu salīdzinājums ir ļoti informatīvs.
Rakstā ir rūpīgi aplūkotas viļņu īpašības, raksturlielumi un veidošanās, sniedzot izcilu pārskatu par stacionāriem un ceļojošiem viļņiem fizikā.
Pilnīgi noteikti, Daren. Padziļinātie skaidrojumi ir neticami noderīgi, lai izprastu viļņu fizikas pamatjēdzienus.
Man šķita, ka raksts ir saistošs lasījums, piedāvājot rūpīgu un detalizētu viļņu parādību izpēti fizikā.