Co to jest fala poprzeczna?

Fala poprzeczna to fala, której oscylacje występują w kierunku prostopadłym do kierunku jazdy. Z drugiej strony fale podłużne oscylują w tym samym kierunku co propagacja fali. Oscylacje fali poprzecznej mogą składać się z materii lub energii. Fala wytwarzana przez poruszanie sznurkiem wykorzystuje materię do rozprzestrzeniania się. Fala elektromagnetyczna (EM) jest falą poprzeczną, która może wykorzystywać pustą przestrzeń jako medium.

Fale te można skontrastować z falami podłużnymi, które oscylują w kierunku ruchu fal. Dobrym przykładem fali podłużnej jest fala wytwarzana w Slinky®, gdy ktoś popycha jeden koniec w kierunku drugiego końca. Kiedy tak się dzieje, pęd jednej części Slinky® jest przenoszony wzdłuż Slinky® poprzez zderzenia. Choć trudniej to sobie wyobrazić, fale dźwiękowe również działają w podobny sposób. Podobnie jak w przypadku Slinky®, zależą one od wzdłużnego przenoszenia pędu przez zderzenia materii.

W rzeczywistości tylko fale podłużne mogą rozprzestrzeniać się w ośrodku gazowym. Cząstki w gazach zderzają się ze sobą w taki sam sposób, jak większe obiekty stałe. Kiedy dzieje się tak z wieloma cząsteczkami jednocześnie, powstaje fala ciśnienia. Fale ciśnieniowe to fale podłużne, które szybko przemieszczają się na zewnątrz przez medium we wszystkich kierunkach. Na poziomie molekularnym składają się one jednak z zderzających się cząstek.

Fala poprzeczna może być również wykonana z materią. Gdy koniec struny przesuwa się na boki, ruch ten jest przenoszony w kierunku drugiego końca struny. Wynika to z faktu, że każdy segment łańcucha jest mocno połączony z następnym segmentem. Zasadniczo fala jest propagowana, ponieważ kawałki sznurka są ciągnięte na boki przez sąsiednie kawałki.

Ten sam efekt można uzyskać w zbiorniku wodnym, takim jak staw. Kiedy kropla wody wyląduje na powierzchni stawu, popycha trochę wody w dół. Ten ruch w dół wpływa na sąsiednie objętości wody z powodu naprężeń ścinających. Naprężenie ścinające powstaje, gdy ciecz porusza się z różnymi prędkościami w różnych miejscach.

Fala elektromagnetyczna jest również falą poprzeczną. Fale EM mają składową elektryczną i magnetyczną, które są prostopadłe do kierunku propagacji fali. W przeciwieństwie do wielu innych rodzajów fal, fale elektromagnetyczne nie wymagają obecności do propagacji. Fale elektromagnetyczne poruszają się z prędkością światła i przenoszą energię proporcjonalną do ich częstotliwości. Częstotliwość fali odnosi się do liczby oscylacji, które wykonuje ona w każdej sekundzie.