Что такое стоячая волна?

Стоячая волна - это волна, которая, кажется, вибрирует на месте, а не движется вперед. Это обусловлено взаимодействием двух одинаковых волн, движущихся в разных направлениях вдоль одной и той же среды. Результирующие смещения в два раза больше, чем вызванные одной волной. Они не двигаются вдоль среды, но, кажется, остаются в заданных точках вдоль линии.

Волна - это любое энергетическое возмущение, которое перемещается из одного места в другое вдоль среды. Многие материалы могут служить медиумами. Вода является распространенным примером, но волны могут также распространяться через веревку, воздух и многие другие вещества. Землетрясения вызваны сейсмическими волнами, проходящими через слои планеты.

Важно отметить, что энергия, а не среда, движется в волне. Если в спортзале стоят два человека, которые держат в руках скакалку, один из них может перемещать веревку вверх и вниз, вызывая волну, проходящую через скакалку. Веревка движется вверх и вниз или из стороны в сторону, но она не перемещается через тренажерный зал. Транспортируется энергия, а не среда.

Стоячая волна образуется, когда энергия движется в двух направлениях одновременно. Как будто оба человека, держащие веревку, начали перемещать ее вверх и вниз одновременно. Энергия движется с каждого конца в противоположную сторону. Когда энергия, приходящая с одной стороны, встречает энергию, приходящую с другой стороны, они сталкиваются друг с другом, вызывая стоячую волну.

Амплитуда волны - это расстояние между ее наивысшей точкой и точкой равновесия. Эта высшая точка называется пучностью. В большинстве волн кажется, что пучность движется по длине среды. При стоячей волне пучности остаются на том же месте, поскольку интерференция энергий, движущихся в противоположных направлениях, всегда происходит в одной и той же точке. Это также верно для узлов или точек наименьшего смещения.

Узлы появляются в точках, где энергия с одной стороны движется вверх, а энергия с другой стороны движется вниз. Противоположные движения эффективно компенсируют друг друга. Напротив, пучности стоячей волны появляются в точках, где энергия с каждой стороны движется вверх или вниз в одном и том же месте. Энергия в этом случае удваивается, что делает движение более выраженным. Пучки всегда равномерно расположены на полпути между узлами.