Co je elastická vlna?

Elastická vlna obecně prochází materiálem nebo tekutinou nebo na jejím povrchu, aniž by způsobovala trvalé strukturální nebo fyzické změny. Obvykle je identifikována zkreslením nebo posunutím. Vlny šířící se vodou, zvuk pohybující se vzduchem a energie pohybující se přes pevné materiály, jako je Země, jsou často označovány jako elastické vlny. Propagaci lze analyzovat matematicky, zatímco výška, délka a načasování elastické vlny lze vizualizovat pomocí grafu. Speciální ultrazvukové kamery mohou také zobrazovat pohyb po pevném povrchu, jako je kovový plech nebo papír.

Pokud je oblázek nebo jiný předmět upuštěn do vody, vlnky se obvykle pohybují ve všech směrech. Lze je považovat za kruhový prstenec shora nebo pozorovaný na povrchu, jak se povrch pohybuje nahoru a dolů. Měření elastické vlny může být provedeno grafem výšky z referenčního bodu, jako je normální povrch vody. Výška zakřivené čáry se nazývá amplituda, která se může rozprostírat nad povrchovou linií i pod ní. Toto je typicky jeden cyklus pohybu vlny.

Elastické vlny mají typicky vrcholy a žlaby. Od jednoho píku k druhému, jakož i jednoho koryta k druhému, je cyklus nazývaný amplituda. Pokud je elastická vlna porovnávána s časem místo vzdálenosti, pak je toto měření vlnovou periodou. Dělení vlnové délky periodou ve vlnové rovnici obvykle poskytuje hodnotu rychlosti vlny.

Akustická vlna často cestuje podobným způsobem, buď vzduchem, vodou nebo pevným materiálem. Období zvukové vlny se nazývá jeho frekvence; obvykle se měří v jednotkách zvaných hertz, pokud se doba jízdy měří v sekundách. Matematické výpočty jsou obecně složitější, když je elastická vlna analyzována pevným materiálem. Často se zohledňují například geometrické vlastnosti vrstvených válců a trubek, jakož i hustota, tvrdost a tvar předmětů. Tato data jsou obvykle analyzována a zaznamenávána inženýry pro předměty, jako jsou hliníkové pláště a různé mechanické komponenty.

Kromě použití matematiky a počítačového modelování lze také pomocí laserů a ultrazvukových detektorů zobrazovat elastickou vlnu. Experimenty používaly videokamery k tomu, aby zobrazovaly povrchové vibrace a analyzovaly elastické vlastnosti různých materiálů. Například na kovové desce se takový obrázek může objevit jako vlnky v rybníku. Různé materiály mohou vykazovat samostatné vzory šíření, zatímco každý typ může pod tlakem přenášet pružnou vlnu odlišně.