Forskjellen mellom stasjonære og progressive bølger
Share
Hovedforskjell - Stasjonær vs Progressiv Bølger
Oscillasjonen av partikler i en bølge inneholder litt energi. Avhengig av hva som skjer med energien i en bølge, kan vi klassifisere bølger til stasjonære bølger (stående bølger) og progressive bølger (reisebølger). De hovedforskjell mellom stasjonære og progressive bølger er det progressive bølger overfører energi fra ett sted til et annet mens Stasjonære bølger overfører ikke energi fra ett sted til et annet.
Hva er Progressive Waves (Traveling Waves)
Progressive bølger overfører energi fra ett sted til et annet, uten å overføre saken. I progressive mekaniske bølger overfører en oscillerende molekyler noe av sin energi til det neste molekylet, og så begynner det molekylet også å svinge. Dette molekylet overfører nå energi til det neste molekylet, og så videre overføres energien langs bølgen. Ved elektromagnetiske bølger bærer endringene i de elektriske og magnetiske feltene bølgens energi.
De lys som kommer fra solen er et eksempel av en progressiv bølge. Oscillasjonene i de elektriske og magnetiske feltene bringer energi helt fra solen til jorden. I en progressiv bølge er to nabosteder aldri i fas med hverandre. Anta at et punkt A langs bølgen er i en bestemt fase. Hvis A har et nabobunkt B, og hvis bølgen blir forplantet i retning fra A til B, kjøper punkt B A-fasen et øyeblikk etter at A gjør. Mens dette skjer, endrer A også sin fase, så A og B vil aldri være i fasen med hverandre. Følgelig, hvis A kjøper sin "amplitude" (dvs. maksimal forskyvning fra likevekt) på en gitt tid, kjøper B det er amplitude et øyeblikk senere, men av denne tiden er A ikke lenger på amplitudeverdien.
Hva er stasjonære bølger (stående bølger)
Stasjonære bølger overfører ikke energi fra ett sted til et annet. I stedet lagrer de sin energi på ett sted. Stasjonære bølger dannes når to progressive bølger med samme frekvens og lignende amplituder, som beveger seg i motsatte retninger, forstyrrer hverandre. Hvis du ser på en stående bølge, virker det som om den er laget av "løkker". Midlene i disse løkkene kalles daler og "kantene" av disse løkkene kalles noder, som vist under:
Stasjonære bølger: noder og antinoder
Noder danner steder der de to progressive bølgene forstyrrer motfase. Antinoder danner steder der de to progressive bølgene forstyrrer i fase. Merk at denne typen stabile mønster kun dannes ved bestemte frekvenser, kalt harmoniske frekvenser. Ved andre frekvenser er faseforholdet mellom de to progressive bølgene på et hvilket som helst tidspunkt ikke konstant, og du ville ikke kunne se et klart, stabilt mønster. Denne følgende videoen gir en flott demonstrasjon, som viser hvordan en stående bølge dannes på et vibrerende tau.
I stasjonære bølger er hvert punkt "innenfor en sløyfe" (dvs. mellom to påfølgende noder) i fase. Dette betyr at alle svingninger når amplitude samtidig. Imidlertid har ikke to nabosteder langs en stasjonær bølge samme amplitude. Et punkt på en antinode har maksimal amplitude mens et punkt på en knute har en amplitude på 0. Poeng i to "nabobånd" i en stasjonær bølge er i antiphase med hverandre. Avstanden mellom to påfølgende noder (eller to påfølgende antinoder) i en stasjonær bølge er lik halvparten av bølgelengden.
Bølger produsert av gitarstrenger er stasjonære bølger. Når du plukker en streng, lager du en progressiv bølge som beveger seg langs strengen og blir reflektert på slutten av strengen. Den opprinnelige bølgen forstyrrer den reflekterte bølgen og danner en stasjonær bølge. Fløyter og andre vindinstrumenter produserer også stasjonære bølger. Disse stasjonære bølgene er produsert av oscillasjon av luftmolekyler i luftkolonnene i disse instrumentene.
Forskjellen mellom stasjonære og progressive bølger
Energioverføring
Progressive bølger Overfør energi fra ett sted til et annet, uten å overføre saken.
Stasjonære bølger Ikke overfør energi fra ett sted til et annet.
Faseforhold mellom nabosteder
I progressive bølger, To nabosteder er ikke i samme fase.
I stasjonære bølger, alle punkter mellom to suksessive noder er i samme fase.
amplitude
I progressive bølger, hvert punkt oppnår samme amplitude.
I stasjonære bølger, forskjellige punkter oppnår forskjellige amplituder.
Bilde Courtesy
"Standing Wave med node og antinode vist ..." av Vegar Ottesen (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
