.jpg/1280px-Espejo_(3207185886).jpg)
В физике механическая волна — это волна , представляющая собой колебание материи и, следовательно, передающая энергию через материальную среду . [1] (вакуум с классической точки зрения представляет собой нематериальную среду, в которой распространяются электромагнитные волны .)
Хотя волны могут перемещаться на большие расстояния, движение среды передачи — материала — ограничено. Поэтому колеблющийся материал не отходит 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 . Некоторыми из наиболее распространенных примеров механических волн являются волны на воде, 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 начального затрат энергии; как только эта первоначальная энергия добавлена, волна проходит через среду, пока вся ее энергия не будет передана. Напротив, электромагнитные волны не требуют среды, но все же могут проходить через нее.
Поперечная волна — это форма волны, в которой частицы среды колеблются вокруг своего среднего положения, перпендикулярного направлению движения волны.
Чтобы увидеть пример, переместите конец Slinky (другой конец которого зафиксирован) влево и вправо от Slinky, а не вперед и назад. [2] Свет также обладает свойствами поперечной волны, хотя это электромагнитная волна. [3]
Продольные волны заставляют среду колебаться параллельно направлению волны. Он состоит из множественных сжатий и разрежений. Разрежение — это самое дальнее расстояние друг от друга в продольной волне, а сжатие — это самое близкое расстояние друг от друга. Скорость продольной волны увеличивается при более высоком показателе преломления из-за более близкого расположения атомов в сжимаемой среде. Звук представляет собой продольную волну.
Волны этого типа распространяются вдоль поверхности или границы раздела двух сред. Примером поверхностной волны могут быть волны в бассейне, океане, озере или любом другом водоеме. Существует два типа поверхностных волн: волны Рэлея и волны Лява .
Волны Рэлея, также известные как накатывание земли , представляют собой волны, которые движутся в виде ряби и движутся подобно волнам на поверхности воды. Такие волны намного медленнее объемных волн , составляя примерно 90% скорости объемных волн [ уточняйте ] для типичной однородной упругой среды. Волны Рэлея имеют потери энергии 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, поперечные или поперечные направлению распространения. Обычно они распространяются немного быстрее, чем волны Рэлея, со скоростью около 90% скорости объемной волны и имеют наибольшую амплитуду.