.jpg/1280px-Espejo_(3207185886).jpg)
В физике механическая волна — это волна , которая представляет собой колебание материи и, следовательно, переносит энергию через материальную среду . [1] (Вакуум, с классической точки зрения, является нематериальной средой, в которой распространяются электромагнитные волны .)
В то время как волны могут перемещаться на большие расстояния, движение среды передачи — материала — ограничено. Поэтому колеблющийся материал не перемещается далеко от своего первоначального положения равновесия. Механические волны могут возникать только в средах, обладающих упругостью и инерцией . Существует три типа механических волн: поперечные волны , продольные волны и поверхностные волны . Некоторые из наиболее распространенных примеров механических волн — это водные волны, звуковые волны и сейсмические волны .
Как и все волны, механические волны переносят энергию . Эта энергия распространяется в том же направлении, что и волна. Волна требует первоначального ввода энергии; как только эта начальная энергия добавлена, волна распространяется через среду, пока вся ее энергия не будет передана. Напротив, электромагнитные волны не требуют среды, но все еще могут проходить через нее.
Поперечная волна — это форма волны, в которой частицы среды колеблются около своего среднего положения, перпендикулярного направлению движения волны.
Чтобы увидеть пример, переместите конец пружины- пружинки (другой конец которой закреплен) влево и вправо от пружины-пружинки, а не вперед и назад. [2] Свет также обладает свойствами поперечной волны, хотя это электромагнитная волна. [3]
Продольные волны заставляют среду вибрировать параллельно направлению волны. Она состоит из множества сжатий и разрежений. Разрежение находится на самом дальнем расстоянии друг от друга в продольной волне, а сжатие — на самом близком расстоянии друг от друга. Скорость продольной волны увеличивается при более высоком показателе преломления из-за более близкого расположения атомов в среде, которая сжимается. Звук — это продольная волна.
Этот тип волны распространяется вдоль поверхности или интерфейса между двумя средами. Примером поверхностной волны могут служить волны в бассейне, океане, озере или любом другом типе водоема. Существует два типа поверхностных волн, а именно волны Рэлея и волны Лява .
Волны Рэлея, также известные как поверхностные волны , представляют собой волны, которые распространяются в виде ряби с движением, аналогичным движению волн на поверхности воды. Такие волны намного медленнее, чем объемные волны , примерно на 90% скорости объемных волн [ уточнить ] для типичной однородной упругой среды. Волны Рэлея теряют энергию только в двух измерениях и, следовательно, более разрушительны при землетрясениях , чем обычные объемные волны, такие как P-волны и S-волны , которые теряют энергию во всех трех направлениях.
Волна Лява — это поверхностная волна, имеющая горизонтальные волны, которые являются сдвиговыми или поперечными к направлению распространения. Они обычно распространяются немного быстрее волн Рэлея, примерно со скоростью 90% от скорости объемной волны, и имеют наибольшую амплитуду.