Was ist eine Longitudinalwelle?
Eine Longitudinalwelle ist eine Schwingung oder Vibration, die sich innerhalb eines Mediums parallel zur Bewegungsrichtung ausbreitet. Wenn ein Schwingungsteilchen gestört wird, überträgt es die Störung auf das nächste Teilchen und transportiert die Wellenenergie. Während des Energietransports werden die Partikel des Mediums durch Links- und Rechtsbewegung verdrängt. Wenn sich beispielsweise eine Longitudinalwelle durch ein Medium nach Osten ausbreitet, vibriert die Störung parallel in einer alternierenden Richtung von links nach rechts anstelle der Auf- und Abbewegung einer Transversalwelle.
Longitudinalwellen können in zwei Kategorien unterteilt werden, die nicht elektromagnetisch und elektromagnetisch sind. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass elektromagnetische Wellen Energie durch ein Vakuum übertragen können, während nicht elektromagnetische Wellen dies nicht können. Nicht elektromagnetische Wellen umfassen Druck- und Schallwellen. Plasmawellen werden als elektromagnetische Longitudinalwelle betrachtet.
P-Wellen oder Druckwellen sind eine Art von Druck- oder elastischen Wellen, die sich durch verschiedene Medien wie Gase, Feststoffe und Flüssigkeiten ausbreiten können. Während eines seismischen Ereignisses werden durch abwechselnde Komprimierung und Dekomprimierung Druckwellen erzeugt. Beispielsweise verursacht die durch ein Erdbeben verursachte Schwingung Schwingungen, die sich durch Land und Wasser bewegen. Von allen seismischen Wellentypen gelten Druckwellen als die schnellsten, so dass sie große Entfernungen zurücklegen können. Druckwellen werden von einem Instrument namens Seismometer aufgezeichnet, das Bodenbewegungen misst.
Erdbeben können auch Schallwellen erzeugen. Wie Druckwellen sind Schallwellen von Natur aus kompressionsbedingt, dh die Wellen dehnen sich aus und komprimieren Materie, während sie sich durch sie bewegen. Schallwellen erfordern, ähnlich wie P-Wellen, ein Medium, um Energie von einem Bereich zu einem anderen zu transportieren. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Schall bewegt, hängt vom Medium ab, das er durchläuft. Im Allgemeinen breiten sich Schallwellen in festen Medien schneller aus als in nicht festen Medien wie Luft.
Die Verwendung einer Stimmgabel ist ein gutes Beispiel dafür, wie Schall über ein Luftmedium erzeugt und übertragen wird. Die Bewegungen der Gabel erzeugen Vibrationen, die die Luftpartikel stören und eine Reihe von Kompressions- und Dekompressionsvorgängen hervorrufen. Diese Aktionen erzeugen dadurch eine reine Musiknote.
Im Gegensatz zu Druck- und Schallwellen können Plasmawellen nicht direkt von einem Erdbeben erzeugt werden. Stattdessen müssen Plasmawellen von einer elektrischen oder magnetischen Quelle erzeugt werden. Ein Laser ist ein Beispiel für ein Gerät, das Plasmawellen erzeugt, wenn es mit ionisierenden Gasen in Wechselwirkung tritt. Diese Art von Longitudinalwelle kann in einem ionisierten oder geladenen Zustand vorliegen. Eine elektromagnetische Welle kann auch die Form einer Transversalwelle haben, während eine Druckwelle immer eine Longitudinalwelle ist.