Tværgående vs. langsgående bølger: Hvad er forskellen? (w /Eksempler)

Bølger er en udbredelse af en forstyrrelse i et medium, der overfører energi fra et sted til et andet. Der er mange forskellige typer bølger, herunder lydbølger, overfladebølger, seismiske bølger og elektromagnetiske bølger og lysbølger.

Der er to hovedmåder, hvorpå mediet svinger med hensyn til retningen af bølgeforplantningen: på tværs og længderetningen. Her er eksempler på begge typer bølger og fysikken bag dem.
Tværgående bølger

Tværgående bølgebevægelse opstår, når punkter i mediet svinger i ret vinkel i retning af bølgens bevægelse. Hvis en bølge bevæger sig fra venstre mod højre, vibrerer mediets partikler op og ned på plads.

Eksempler på tværgående bølger inkluderer bølger på en streng, eller bølgen skabt af en stadionmængde ved et boldspil (hvor bølgen bevæger sig rundt på stadionet, mens de enkelte mennesker bare bevæger sig op og ned i deres sæder).

Elektromagnetiske bølger eller lysbølger er tværgående. Når de formerer sig, svinger elektriske og magnetiske felter vinkelret på bevægelsesretningen. Elektromagnetiske bølger kan i modsætning til mekaniske bølger, der kræver et medium, forplantes i rumvakuum. Sådan kan Jorden modtage sollys og stjernelys fra milliarder af lysår væk.

Et andet tværbølgeeksempel er membranen til en tromme, når den rammer; membranen bevæger sig op og ned, når bølger bevæger sig over dens overflade. Når membranen vibrerer sådan, skaber den lydbølger, der forplantes gennem luften, som er langsgående snarere end tværgående.
Longitudinale bølger

Langsgående bølger, også kaldet trykbølger og kompressionsbølger, svinger parallelt med retning af bølgenes bevægelse. Hvis en bølge bevæger sig fra venstre til højre, er forskydningen af mediet også fra venstre til højre, men svinger på plads ved at komprimere og strække.

Når en lyd bevæger sig gennem et medium, såsom luft, forårsager det kompressioner ( regioner med øget tæthed) og sjældne påvirkninger (regioner med nedsat tæthed) i luften, når den rejser. Forskellige typer lyde vil have forskellige mønstre af komprimeringer og sjældne påvirkninger.

Eksempler på langsgående bølger inkluderer lydbølger, eller bølgerne, du kan oprette ved at strække en slinky langs gulvet og skubbe eller trække den langs dens længde. Du kan også se disse bølger i vand og andre væsker eller jorden - men disse eksempler kan også have tværgående bølger.
Vandbølger og jordskælv

Vand og jord er medier, der oplever både tværgående og langsgående bølger. Jordskælv har begge typer bølger, mens vandbølger har en speciel kombination af tvær- og langsgående, der kaldes overfladebølger.

I seismologi, studiet af jordskælv, er der to hovedtyper af bølger: p-bølger og s-bølger. P-bølger eller primære bølger er langsgående, hvor jorden komprimerer og strækker sig i retning af bølgeforplantning.

S-bølger eller sekundære bølger er tværgående, hvor jorden bevæger sig op og ned som bølge rejser. Primære bølger er hurtigere end sekundære bølger, og det er ofte de første, der opdages i et jordskælv.

I vand og andre væsker er bølger mere komplicerede. Vandpartikler på overfladen vil bevæge sig op og ned, når en bølge passerer - tværgående bevægelse - men de vil også opleve komprimering i toppen af bølgen og sjældenhed i bunden - langsgående bevægelse. Faktisk, hvis du følger en enkelt vandpartikel på overfladen, når bølger rippler forbi den, vil du faktisk se den bevæge sig i en cirkel! Disse kaldes overfladebølger.

Væk fra overfladen er alle bølger i væske langsgående, da bulkvæsker ikke er stive nok medier til at transmittere energi på tværs. Bulkfaststof kan dog opretholde tværgående bølger.