Поперечная волна
Поперечная волна — это волна, в которой частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Важно различать движение самой волны и движение частиц среды: они происходят в взаимно перпендикулярных направлениях.
Чтобы описать поперечную волну, мысленно задают два направления: направление распространения волны и направление колебаний частиц. Если волна распространяется вдоль натянутой верёвки, её частицы могут двигаться вверх и вниз, тогда как возмущение перемещается вдоль верёвки. Это пример механической волны.
Здесь \(\vec{u}\) — направление колебаний частиц, а \(\vec{v}\) — направление распространения волны. Знак \(\perp\) означает «перпендикулярно». Поперечными могут быть волны на поверхности натянутой струны и электромагнитные волны, например свет. В общем случае волны изучают в разделе волновые явления.
Если двигать конец натянутой верёвки вверх и вниз, по верёвке побежит волна вдоль её длины. Частицы верёвки перемещаются преимущественно вверх и вниз, поэтому их колебания перпендикулярны направлению распространения волны. Такая волна является поперечной.
В продольной волне частицы колеблются вдоль направления распространения волны, а не поперёк него. Например, при звуковой волне в воздухе частицы воздуха движутся вперёд и назад вдоль направления распространения звука.
Волна распространяется вправо, а частицы среды колеблются вверх и вниз. Какая это волна?
Направление распространения также связано со скоростью распространения волны, но скорость волны не является скоростью движения отдельных частиц среды. Частицы лишь совершают колебания около положений равновесия.
Главное
- В поперечной волне частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны.
- Пример — волна на натянутой верёвке; свет также относится к поперечным электромагнитным волнам.
- У продольной волны колебания частиц происходят вдоль направления распространения.