Progressiivne laine vs statsionaarne laine
Lained on päriselus väga olulised nähtused. Lainete ja vibratsioonide uurimine ulatub ajas kaugele tagasi. Statsionaallainete ja progresseeruvate lainete mõisteid arutatakse paljudes füüsika ja keemia valdkondades. Neid arutatakse mehaanikas, akustikas, radaritehnoloogias, kommunikatsioonitehnoloogias, kvantmehaanikas ja isegi muusikas. Sellistes valdkondades silma paistmiseks on oluline omada korralikku arusaamist progressiivsetest ja statsionaarsetest lainetest. Selles artiklis arutame, mis on statsionaarsed ja progresseeruvad lained, nende määratlused, statsionaarsete lainete ja progresseeruvate lainete sarnasused, progresseeruvate ja statsionaarsete lainete tekitamine, nende rakendused ja lõpuks statsionaarsete ja progresseeruvate lainete erinevus..
Progressiivsed lained
Mehaanilise laine põhjustab igasugune turbulents keskkonnas. Lihtsad näited mehaaniliste lainete kohta on heli, maavärinad, ookeanilained. Laine on energia levimise meetod. Turbulentsis tekkiv energia levib lainete abil. 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 vastupidi, kuna energia levib osakeste võnkumise kaudu. Progresseeruvaid 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.
Statsionaarsed lained
Statsionaarsed lained, mida tuntakse ka seisvate lainetena, tekivad kahe identse laine kinnijäämise tõttu, mis liiguvad vastassuundades. Kahte identset siinuslainet, mis liiguvad +x ja –x suunas, saab esitada y1=A sin (ωt – kx) ja y2=A sin (ωt + kx) vastav alt. Nende kahe võrrandi liitmine annab kahe laine kattumise. Seetõttu y1+y2=y=A [patt (ωt – kx) + sin (ωt + kx)]. Seda võrrandit lihtsustades saame Y=2A sin (ωt) cos (kx). Antud x väärtuse korral muutub võrrandiks Y=B sin (ωt), lihtne harmooniline võnkumine.
Mis vahe on progressiivsetel ja statsionaarsetel lainetel?
• Progressiivsed lained kannavad läbi laine teekonna energia netohulga. Statsionaarne laine ei kanna netoenergiat läbi teekonna.
• Statsionaarse laine loomiseks on vaja kahte identset levivat lainet.
• Statsionaallaine amplituud vahemaa jooksul muutub, kuid antud punkti puhul jääb amplituud fikseerituks. Levilaaine iga punkti amplituud on sama, kuna laine on ühtlane.
