Προοδευτικά κύματα

Ένα κύμα που ταξιδεύει συνεχώς στο μέσο από το ένα σημείο στο άλλο προς την ίδια κατεύθυνση χωρίς καμία αλλαγή στο πλάτος του ονομάζεται προοδευτικό. Όταν τα σωματίδια ενός μέσου δονούνται απλά αρμονικά γύρω από τις μέσες θέσεις τους κατά τη διάδοση ενός κύματος μέσα από αυτό, το κύμα λέγεται ότι είναι ένα επίπεδο προοδευτικό αρμονικό κύμα.

Τα κύματα βοηθούν στην κίνηση της ενέργειας χωρίς να απαιτείται η μεταφορά υλικού. Τα κύματα είναι διαταραχές που μεταδίδουν ενέργεια από τη μια θέση στην άλλη χωρίς να μεταφέρουν ουσία μέσω ενός μέσου. Για τη μεταφορά ενέργειας από ένα σημείο σε ένα μέσο σε ένα άλλο, τα κύματα απαιτούν ταλαντούμενες ή δονούμενες πηγές. Αυτές οι σημειώσεις του υλικού μελέτης για τα προοδευτικά κύματα θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε καλύτερα την έννοια.

Προοδευτικό κύμα είναι ένα κύμα που προχωρά από ένα σημείο Α του μέσου σε ένα άλλο σημείο Β του μέσου. Ένα κινούμενο κύμα, γνωστό και ως προοδευτικό κύμα, είναι ένα κύμα που ταξιδεύει προς την ίδια κατεύθυνση στο ίδιο μέσο χωρίς να αλλάζει. Επιπλέον, υπάρχουν δύο τύποι προοδευτικών κυμάτων:τα εγκάρσια και τα διαμήκη κύματα.

Επίπεδο προοδευτικό αρμονικό κύμα

Τα σωματίδια σε ένα μέσο τείνουν να ταλαντώνονται αρμονικά γύρω από τις μέσες θέσεις τους κατά τη διάρκεια της μετάδοσης ενός κύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα κύμα είναι ένα επίπεδο προοδευτικό αρμονικό κύμα.

Απλό Αρμονικό Προοδευτικό Κύμα

Αυτή η κυματομορφή συνεχίζει να κινείται προς την ίδια κατεύθυνση χωρίς να αλλάζει σχήμα. Επιπλέον, τα σωματίδια του μέσου κινούνται αρμονικά γύρω από τη μέση θέση τους, με το ίδιο πλάτος και περίοδο.

Χαρακτηριστικά του κύματος SHM

• Ενώ το κύμα ταξιδεύει μέσα από ένα μέσο, ​​όλα τα σωματίδια ή τα συστατικά του μέσου εμφανίζουν SHM
• Καθώς δονούνται, όλα τα σωματίδια διατηρούν το ίδιο πλάτος
• Το μέσο χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ενέργειας
• Όλος ο αριθμός των σωματιδίων δονείται ταυτόχρονα.

Το μήκος κύματος του προοδευτικού κύματος

Για τα προοδευτικά κύματα, το μήκος κύματος ‘’ είναι η απόσταση που μετράται μεταξύ δύο διαδοχικών σημείων της ίδιας φάσης σε μια δεδομένη στιγμή. Αυτή είναι διπλάσια από την απόσταση που μετράται μεταξύ δύο διαδοχικών κόμβων ή αντικόμβων στην περίπτωση ενός στατικού κύματος. Η σταθερά διάδοσης συμβολίζεται με το γράμμα «k.» Το ακτίνιο ανά μέτρο ή rad m-1 είναι η μονάδα SI.

k=2/

Συχνότητα και περίοδος προοδευτικού κύματος

Η περίοδος «Τ» μιας ταλάντωσης κύματος είναι ο χρόνος για κάθε συστατικό του μέσου να ολοκληρώσει μια πλήρη ταλάντωση. Η ακόλουθη σχέση το συνδέει με το "" ή τη γωνιακή συχνότητα.

=2/T

Η συχνότητα κύματος 'v' εκφράζεται ως 1/T και συνδέεται με τη γωνιακή συχνότητα ως εξής:

v=/2

Εναλλακτικά, μπορεί να περιγραφεί ως ο αριθμός των ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου σε ένα στοιχείο χορδής καθώς το κύμα διατρέχει αυτό. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό υπολογίζεται σε Hertz.

Η ένταση του προοδευτικού κύματος

Έχουμε μια ευχάριστη αίσθηση στο αυτί όταν ακούμε τον ήχο ενός βιολιού και του φλάουτου ή του αρμονίου, αλλά έχουμε μια δυσάρεστη αίσθηση όταν ακούμε τον ήχο ενός πιστολιού, μιας κόρνας, ενός αυτοκινήτου κ.λπ.

Η ένταση ενός ήχου καθορίζεται από την ισχύ του ηχητικού κύματος και την ευαισθησία του αυτιού.

Η ένταση ορίζεται συνήθως ως η ποσότητα ενέργειας που διέρχεται ανά μονάδα επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου σε κατεύθυνση κάθετη στη διαδρομή διάδοσης του κύματος.

W m–2 είναι η μονάδα μέτρησης για την ένταση.

Προοδευτικό κύμα – Σημαντικά σημεία

• Κάθε σωματίδιο στο μέσο παράγει μια δόνηση με επίκεντρο τη μέση θέση του. Η διαταραχή εξαπλώνεται από το ένα σωματίδιο στο άλλο
• Τα σωματίδια του μέσου δονούνται με ίσο πλάτος γύρω από τις μέσες θέσεις τους.
• Κάθε σωματίδιο, ή μπορούμε να πούμε, κάθε επόμενο σωματίδιο του μέσου, κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με τον προκάτοχό του κατά μήκος της διαδρομής διάδοσης του κύματος, αν και σε μεταγενέστερη περίοδο
• Στις περισσότερες περιπτώσεις, κανένα σωματίδιο δεν μένει στη θέση ηρεμίας επ' αόριστον. Τα σωματίδια βρίσκονται προσωρινά σε ηρεμία σε ακραίες θέσεις δύο φορές σε κάθε δόνηση. Διάφορα σωματίδια φτάνουν σε διαφορετικές θέσεις σε διαφορετικές χρονικές στιγμές

• Συμβαίνει επίσης μια μεταφορά ενέργειας σε όλο το μέσο προς την κατεύθυνση της διάδοσης των προοδευτικών κυμάτων.
• Όταν τα σωματίδια ταξιδεύουν μέσω της μέσης τοποθεσίας, έχουν όλα την ίδια μέγιστη ταχύτητα
• Η μετατόπιση της ταχύτητας και της επιτάχυνσης του σωματιδίου είναι ίδιες όταν χωρίζονται από την εξίσωση m, όπου m είναι ακέραιος αριθμός

Συμπέρασμα 

Ανεξάρτητα από το μέσο, ​​το πλάτος των Προοδευτικών κυμάτων παραμένει σταθερό καθώς ταξιδεύει προς την ίδια κατεύθυνση διαχρονικά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα εγκάρσιο ή ένα διαμήκη προοδευτικό κύμα. Θεωρήστε ένα επίπεδο με απλή αρμονική κίνηση που κατεβαίνει τον άξονα Χ από την αρχή του Ο. Μετρώντας αντίστροφα από τη στιγμή της δημιουργίας, βλέπουμε ότι το σωματίδιο σε αυτήν την αρχή κινείται απλώς μέσω της μέσης θέσης προς θετική κατεύθυνση.