Co to jest fala stojąca?

Fala stojąca to fala, która wydaje się wibrować w miejscu zamiast poruszać się do przodu. Jest to spowodowane oddziaływaniem dwóch identycznych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach wzdłuż tego samego ośrodka. Wynikowe przesunięcia są dwa razy większe niż te spowodowane przez pojedynczą falę. Nie poruszają się po środku, ale wydają się pozostawać w ustalonych punktach wzdłuż linii.

Fala to każde zaburzenie energetyczne, które przemieszcza się z jednego miejsca do drugiego wzdłuż medium. Wiele materiałów może służyć jako medium. Woda jest częstym przykładem, ale fale mogą również przepływać przez linę, powietrze i wiele innych substancji. Trzęsienia ziemi są spowodowane falami sejsmicznymi przemieszczającymi się przez warstwy planety.

Należy zauważyć, że to energia, a nie medium, porusza się falą. Jeśli dwie osoby stoją w sali gimnastycznej z nauczoną między nimi liną do skakania, jedna z osób może poruszać liną w górę iw dół, powodując, że fala przesunie się po skakance. Lina porusza się w górę i w dół lub na boki, ale nie porusza się po siłowni. Transportowana jest energia, a nie medium.

Fala stojąca powstaje, gdy energia porusza się jednocześnie w dwóch kierunkach. To tak, jakby obaj ludzie trzymający linę zaczęli jednocześnie przesuwać ją w górę i w dół. Energia przemieszcza się z każdego końca na przeciwną stronę. Kiedy energia pochodząca z jednej strony styka się z energią pochodzącą z drugiej strony, zakłócają się wzajemnie, powodując falę stojącą.

Amplituda fali to odległość między jej najwyższym punktem a punktem równowagi. Ten najwyższy punkt nazywa się antinode. W większości fal wydaje się, że antynoda porusza się wzdłuż długości ośrodka. W przypadku fali stojącej antynoda pozostaje w tym samym miejscu, ponieważ zakłócenia między energiami poruszającymi się w przeciwnych kierunkach zawsze występują w tym samym punkcie. Dotyczy to również węzłów lub punktów najmniejszego przemieszczenia.

Węzły pojawiają się w punktach, w których energia z jednej strony przesuwa się w górę, podczas gdy energia z drugiej strony przesuwa się w dół. Przeciwne ruchy skutecznie się znoszą. Natomiast antynody fali stojącej pojawiają się w punktach, w których energia z każdej strony przesuwa się w górę lub w dół w tym samym miejscu. Energia w tym przypadku jest podwojona, dzięki czemu ruch jest bardziej wyraźny. Antinody są zawsze równomiernie rozmieszczone w połowie odległości między węzłami.