Ristsuunalised vs pikisuunalised lained
Riiklained ja pikisuunalised lained on kaks peamist laine levimise tüüpi. Need kaks mõistet on äärmiselt olulised ja on eriti kasulikud paljude lainemehaanikaga seotud nähtuste selgitamisel. Selles artiklis võrdleme põiklainet pikilainega ning arutame nende määratlusi, sarnasusi ja lõpuks erinevusi.
Mis on põiklaine?
Lainetes ja vibratsioonides on ristlainete mõiste nurgakivi. Ristlaine on üks kahest lainete põhivormist. Ristlaine mõistmiseks on vajalik lainemehaanika oluline mõistmine. Laine on energia ülekandmise meetod. Kui laine levib läbi ruumi, levib ka energia, mida see kannab. See energia paneb teel olevad osakesed võnkuma. Teisisõnu, energia levib läbi osakeste võnkumise. Ristlaines võnguvad osakesed laine liikumise suunaga risti. Tuleb tähele panna, et osakesed ei liigu levimissuunas vähegi. Siinuslaine puhul võnguvad osakesed lihtsa harmoonilise liikumisega. Mis tahes laine korral on osakese suurim nihe tasakaalupunktist võrdne laine amplituudiga ja see on võrdeline laine poolt kantava energiaga. Lained nagu valguslained ja muud elektromagnetlained on risti. Tavalistel valguslainetel on võnkumised igas suunas, mis on leviga risti. Tasapinnaliselt polariseeritud kiirel oleks võnkumine ainult ühes suunas.
Mis on pikisuunaline laine?
Piklaine on teine peamine looduses esinev lainete tüüp. Samad laine dünaamika põhimõtted kehtivad pikisuunaliste lainete puhul. Pikilaines on osakeste võnkumine paralleelne levimissuunaga. See ei tähenda, et osakesed liiguvad koos lainega. Osakesed võnguvad ainult ruumis fikseeritud tasakaalupunkti ümber. Kuna võnkumised on liikumisega paralleelsed, tekib rõhuerinevus. Pikisuunalist lainet võib pidada ka rõhulaineks, kuna energia kandub üle rõhu kaudu. Tuleb märkida, et erinev alt põiklainetest on pikisuunalistel lainetel ainult üks võnkesuund. Maksimaalne nihe tasakaalupunktist on võrdne laine amplituudiga ja võrdeline laine energiaga. Helilained on pikisuunaliste lainete parim näide. Rõhu erinevus meie kõrva sisemuse ja välise vahel varieerub helilaine tekitatud rõhumuutuste tõttu. See põhjustab kõrva diafragma võnkumist, mille seejärel tuvastavad helitundlikud neuronid.
Mis vahe on pikilainetel ja põiklainetel?
• Ristlained tekitavad võnkumisi, mis on levimissuuna suhtes normaalsed, pikilained aga võnkumisi, mis on paralleelsed laine levimisega.
• Ristlainetel on võnkumisi paljudes eri suundades, kuid pikisuunalistel lainetel on võnkumine ainult ühes suunas.
• Looduslikud ookeanilained tekivad piki- ja põiklainete superpositsioonil.
