Hvor hurtigt bevæger en bølge sig gennem meduim?

Hastigheden af ​​en bølge, der bevæger sig gennem et medium, afhænger af mediets egenskaber, såsom dets tæthed, elasticitet og temperatur. Forholdet mellem hastigheden af ​​en bølge, betegnet med v, og disse egenskaber er ofte udtrykt ved en formel kendt som bølgeligningen.

For eksempel, i tilfælde af en mekanisk bølge, såsom en lydbølge, der rejser gennem luft, kan lydens hastighed v beregnes ved hjælp af følgende ligning:

v =√(E/ρ)

hvor E repræsenterer luftens elasticitetsmodul eller Youngs modul, og ρ angiver dens tæthed. Elasticitetsmodulet måler materialets stivhed eller modstand mod deformation, mens massefylden afspejler dets masse pr. volumenhed.

For lydbølger i luft ved stuetemperatur er de omtrentlige værdier for E og ρ:

E ≈ 1,42 × 10^5 Pa (pascal)

ρ ≈ 1,29 kg/m³ (kilogram pr. kubikmeter)

Ved at sætte disse værdier ind i ligningen finder vi:

v ≈ √[(1,42 × 10^5 Pa)/(1,29 kg/m³)] ≈ 343 m/s

Derfor er lydens hastighed i luft ved stuetemperatur cirka 343 meter i sekundet.

På samme måde kan hastigheden af ​​andre typer bølger, såsom vandbølger, elektromagnetiske bølger (herunder lys- og radiobølger) og seismiske bølger, bestemmes ud fra egenskaberne af deres respektive medier. Hvert medium har sin egen karakteristiske bølgehastighed, der afhænger af dets fysiske egenskaber og styrende ligninger.