Mechaninės ir elektromagnetinės bangos
Mechaninės bangos baigiasi elektromagnetinėmis bangomis - tai dvi bangų rūšys, aptariamos fizikoje. Mechaninės bangos yra bangos, kurias sukelia mechaniniai veiksmai, pavyzdžiui, vibracijos. Elektromagnetinės bangos yra bangos, kurias sukuria svyruojantys elektriniai ir magnetiniai laukai. Šios dvi bangų rūšys yra labai svarbios suprantant tokias sritis kaip elektromagnetizmas, bangos ir vibracijos, optika, akustika ir daugelis kitų. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra mechaninės bangos ir elektromagnetinės bangos, jų apibrėžimai, mechaninių bangų ir elektromagnetinių bangų pritaikymas, šių dviejų panašumai ir galiausiai skirtumas tarp mechaninių bangų ir elektromagnetinių bangų.
Elektromagnetinės bangos
Elektromagnetines bangas, dažniau žinomas kaip EM bangos, pirmiausia pasiūlė Jamesas Clerkas Maxwellas. Vėliau tai patvirtino Heinrichas Hertzas, sėkmingai sukūręs pirmąją EM bangą. Maksvelas išvedė elektrinių ir magnetinių bangų bangų formą ir sėkmingai numatė šių bangų greitį. Kadangi šis bangos greitis buvo lygus eksperimentinei šviesos greičio vertei, Maxwellas taip pat pasiūlė, kad šviesa iš tikrųjų yra EM bangų forma.
Elektromagnetinės bangos turi ir elektrinį lauką, ir magnetinį lauką, svyruojantį statmenai viena kitai ir statmenai bangų sklidimo krypčiai. Visų elektromagnetinių bangų vakuume greitis yra vienodas. Elektromagnetinės bangos dažnis nulėmė joje sukauptą energiją. Vėliau naudojant kvantinę mechaniką buvo įrodyta, kad šios bangos iš tikrųjų yra bangų paketai. Šio paketo energija priklauso nuo bangos dažnio. Tai atvėrė materijos bangų lauką - dalelių dvilypumą. Dabar galima pastebėti, kad elektromagnetinė spinduliuotė gali būti laikoma bangomis ir dalelėmis. Objektas, pastatytas bet kurioje temperatūroje virš absoliutaus nulio, skleis kiekvieno bangos ilgio EM bangas. Energija, kuria skleidžiamas maksimalus fotonų skaičius, priklauso nuo kūno temperatūros.
Mechaninės bangos
Mechaninės bangos yra bangos, kurias sukuria mechaniniai procesai. Bangos, tokios kaip garso bangos, vandenyno bangos ir smūginės bangos, yra keletas mechaninių bangų pavyzdžių. Visoms mechaninėms bangoms skleisti reikia terpės. Mechaninės bangos energija priklauso nuo bangos amplitudės.
Mechaninė banga turi keletą savybių. Svarbiausios iš šių savybių yra greitis, amplitudės dažnis ir bangos ilgis. Bet kuriai mechaninei bangai santykis v = f λ yra teisingas; čia v yra bangos greitis, f yra dažnis, o λ - bangos ilgis.
Kuo skiriasi mechaninės bangos nuo elektromagnetinių bangų?
• Elektromagnetinėms bangoms judėti nereikia jokios terpės, o mechaninėms bangoms skleisti turi būti terpė.
• Elektromagnetinių bangų energija yra kiekybiškai įvertinta, tačiau mechaninių bangų energija yra nuolatinė.
• Mechaninių bangų energija priklauso nuo bangos amplitudės, tačiau elektromagnetinės bangos energija priklauso tik nuo dažnio.
• Elektromagnetinės bangos rodo dalelių elgesį, tačiau mechaninės bangos tokio elgesio nerodo.
