Co to jest fala podłużna?
Fala podłużna to oscylacja lub wibracja, która przemieszcza się w ośrodku równolegle do kierunku ruchu. Gdy jedna cząstka wibracyjna zostaje zakłócona, przenosi zaburzenie na następną cząsteczkę, przenosząc energię fal. Podczas transportu energii cząsteczki ośrodka przemieszczają się w lewo i w prawo. Na przykład, jeśli fala podłużna przemieszcza się przez środek na wschód, zaburzenie będzie wibrować równolegle w naprzemiennym kierunku od lewej do prawej zamiast ruchu w górę i w dół fali poprzecznej.
Fale podłużne można podzielić na dwie kategorie, które nie są elektromagnetyczne i elektromagnetyczne. Główną różnicą między nimi jest to, że fale elektromagnetyczne mogą przenosić energię przez próżnię, podczas gdy fale nie elektromagnetyczne nie mogą. Fale nieelektromagnetyczne obejmują fale ciśnienia i dźwięku. Fale plazmowe są uważane za elektromagnetyczne fale podłużne.
Fale P lub fale ciśnieniowe są rodzajem fali ściskającej lub elastycznej, która może przemieszczać się przez różne media, takie jak gazy, ciała stałe i ciecze. Podczas zdarzenia sejsmicznego generowane są fale ciśnienia w wyniku naprzemiennej kompresji i dekompresji. Na przykład oscylacja wywołana trzęsieniem ziemi powoduje wibracje, które przemieszczają się przez ziemię i wodę. Spośród wszystkich rodzajów fal sejsmicznych, fale ciśnieniowe są uważane za najszybsze, co pozwala im pokonywać duże odległości. Fale ciśnienia są rejestrowane przez przyrząd zwany sejsmometrem, który mierzy ruchy ziemi.
Trzęsienia ziemi mogą również wytwarzać fale dźwiękowe. Podobnie jak fale ciśnieniowe, fale dźwiękowe mają charakter ściskający, co oznacza, że fale rozszerzają się i ściskają materię podczas jej przemieszczania się. Fale dźwiękowe, podobnie jak fale p, wymagają medium do przenoszenia energii z jednego obszaru do drugiego. Szybkość przemieszczania się dźwięku zależy od medium, przez które przechodzi. Zasadniczo fale dźwiękowe przemieszczają się szybciej w mediach stałych w porównaniu z mediami niestałymi, takimi jak powietrze.
Korzystanie z kamertonu jest dobrym przykładem tego, jak dźwięk jest wytwarzany i przesyłany przez medium powietrzne. Ruchy widelca wytwarzają wibracje, które zakłócają cząsteczki powietrza, powodując szereg działań kompresji i dekompresji. Działania te generują w rezultacie czystą nutę.
W przeciwieństwie do fal ciśnienia i dźwięku fale plazmowe nie mogą być wytwarzane bezpośrednio z trzęsienia ziemi. Zamiast tego fale plazmowe muszą być generowane ze źródła elektrycznego lub magnetycznego. Laser jest przykładem urządzenia, które wytwarza fale plazmowe podczas interakcji z gazami jonizującymi. Ten typ fali podłużnej może istnieć w stanie zjonizowanym lub naładowanym. Fala elektromagnetyczna może również przybrać formę fali poprzecznej, podczas gdy fala ciśnienia będzie zawsze falą podłużną.