Võnkumine vs laine
Võnkumised ja lained on kaks peamist füüsikas käsitletavat nähtust. Lainete ja võnkumiste mõisteid kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades ja need on maailma mõistmisel üliolulised. Käesolevas artiklis käsitleme võnkumiste ja võnkumiste põhjuseid, lainete ja võnkumiste rakendusi, lainete ja võnkumiste seoseid, nende sarnasusi ning lõpuks lainete ja võnkumiste erinevusi.
Võnkumine
Võnkumised on teatud tüüpi perioodiline liikumine. Võnkumist määratletakse tavaliselt kui korduvat variatsiooni ajas. Võnkumine võib toimuda üle keskmise tasakaalupunkti või kahe oleku vahel. Pendel on hea näide võnkuva liikumise kohta. Võnkumised on enamasti sinusoidsed. Selle heaks näiteks on ka vahelduvvool. Lihtpendlis võngub bob üle keskmise tasakaalupunkti. Vahelduvvoolus võnguvad elektronid suletud ahelas üle tasakaalupunkti.
Võnkumisi on kolme tüüpi. Esimene tüüp on summutamata võnkumised, mille puhul võnke siseenergia jääb konstantseks. Teist tüüpi võnkumised on summutatud võnkumised. Summutatud võnkumiste korral võnke siseenergia aja jooksul väheneb. Kolmas tüüp on sundvõnkumised. Sundvõnkumiste korral rakendatakse pendlile jõud, mis on pendli suhtes perioodiliselt muutuv.
Laine
Mehaanilise laine põhjustab igasugune turbulents keskkonnas. Lihtsad näited mehaaniliste lainete kohta on heli, maavärinad, ookeanilained. Laine on energia levimise meetod. Turbulentsis tekkiv energia levib lainetega.
Siinuslaine on laine, mis võngub vastav alt võrrandile y=A sin (ωt – kx). Kui laine levib läbi ruumi, levib ka energia, mida see kannab. See energia paneb teel olevad osakesed võnkuma. Seda võib tõlgendada ka vastupidiselt, kuna energia levib osakeste võnkumise kaudu.
Progressiivseid laineid on kahte tüüpi; nimelt pikilained ja põiklained. Pikilaines on osakeste võnkumine paralleelne levimissuunaga. See ei tähenda, et osakesed liiguvad koos lainega. Osakesed võnguvad ainult ruumis fikseeritud tasakaalupunkti ümber. Ristlainetes toimub osakeste võnkumine levimissuunaga risti. Helilained koosnevad ainult pikisuunalistest lainetest, nööril olevad lained on risti. Ookeanilained on ristlainete ja pikilainete kombinatsioon.
Mis vahe on lainetel ja võnkumistel?
