science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat zijn compressiegebieden en olievlekken in golven?

Golven kunnen twee basisvormen hebben: transversale of op en neergaande beweging en longitudinale of materiële compressie. Dwarsgolven zijn als oceaangolven of de trillingen in een pianosnaar: je kunt hun beweging gemakkelijk zien. Compressiegolven zijn, in vergelijking, onzichtbare alternerende lagen van gecomprimeerde en verdunde moleculen. Geluids- en schokgolven bewegen zich op deze manier.

Mechanische golven

Drukgolven kunnen alleen door een soort materiaal, zoals lucht, water of staal, reizen. Een vacuüm kan geen compressiegolven dragen, omdat het geen substantie heeft om de energie te geleiden. Hun afhankelijkheid van een medium betekent dat dit mechanische golven zijn, en het medium bepaalt hun bewegingssnelheid. De snelheid van het geluid door de lucht is bijvoorbeeld 346 meter per seconde. Een dicht materiaal zoals staal voert geluid uit op 6.100 meter per seconde.

Compressiegolven

Als u een compressiegolf zou kunnen zien bewegen door de lucht, zou u een gebied met moleculen zien gecomprimeerd in de lucht. richting van waaruit de golf reed. De moleculen worden steeds ijler na het maximale samendrukpunt, totdat je een gebied met de laagste druk ziet met de minste luchtmoleculen. De lucht wordt na dat punt steeds dichter, totdat u weer een maximale compressie bereikt. De afstand tussen de maximale compressie- of oliefactiepunten is één golflengte. Naarmate de frequentie van een golf omhoog gaat, wordt de golflengte korter.

Interferentie

Twee of meer golven die hetzelfde punt op een medium kruisen, interfereren met elkaar. Je kunt dit zien als je twee stenen in een stilstaande vijver laat vallen; rimpelingen verspreiden zich en overlappen elkaar. Hetzelfde gebeurt met compressiegolven. Als een compressiepunt aan een ijl punt voldoet, heffen de twee elkaar op. Als twee compressiepunten samenkomen, versterken ze elkaar, waardoor een punt ontstaat met tweemaal de druk.

Schokgolven

Een straal die sneller door de lucht beweegt dan de geluidssnelheid produceert een geluidsgolf. Terwijl de straal vooruit beweegt, stapelen zich luchtmoleculen op, zoals sneeuw voor de ploeg. De gecomprimeerde en ijle lagen lucht bewegen niet rechtstreeks uit een bron, zoals je krijgt met geluid. De schokgolf vormt een kegelvormig patroon met de punt vlak voor het vlak, en compressiegolven bewegen erachter in steeds grotere cirkels.