Różnica między falami mechanicznymi i elektromagnetycznymi

Fale mechaniczne a fale elektromagnetyczne

Fale mechaniczne i fale elektromagnetyczne to dwa rodzaje fal omawiane w fizyce. Fale mechaniczne to fale wywołane działaniami mechanicznymi, takimi jak wibracje. Fale elektromagnetyczne to fale wytwarzane przez oscylujące pola elektryczne i magnetyczne. Te dwa rodzaje fal są bardzo ważne w zrozumieniu takich dziedzin, jak elektromagnetyzm, fale i wibracje, optyka, akustyka i wiele innych. W tym artykule omówimy, czym są fale mechaniczne i fale elektromagnetyczne, ich definicje, zastosowania fal mechanicznych i fal elektromagnetycznych, podobieństwa między nimi a wreszcie różnicę między falami mechanicznymi i falami elektromagnetycznymi.

Fale elektromagnetyczne

Fale elektromagnetyczne, bardziej znane jako fale elektromagnetyczne, po raz pierwszy zaproponował James Clerk Maxwell. Zostało to później potwierdzone przez Heinricha Hertza, który z powodzeniem wyprodukował pierwszą falę elektromagnetyczną. Maxwell wyprowadził kształt fali dla fal elektrycznych i magnetycznych i z powodzeniem przewidział prędkość tych fal. Ponieważ ta prędkość fali była równa eksperymentalnej wartości prędkości światła, Maxwell zaproponował również, że światło było w rzeczywistości formą fal elektromagnetycznych.

Fale elektromagnetyczne mają zarówno pole elektryczne, jak i pole magnetyczne oscylujące prostopadle względem siebie i prostopadle do kierunku propagacji fali. Wszystkie fale elektromagnetyczne mają tę samą prędkość w próżni. Częstotliwość fali elektromagnetycznej decydowała o energii w niej zgromadzonej. Później za pomocą mechaniki kwantowej wykazano, że fale te są w rzeczywistości paczkami fal. Energia tego pakietu zależy od częstotliwości fali. Otworzyło to pole dualizmu materii falowo-cząsteczkowej. Teraz widać, że promieniowanie elektromagnetyczne można uznać za fale i cząstki. Obiekt umieszczony w dowolnej temperaturze powyżej zera absolutnego będzie emitował fale elektromagnetyczne o każdej długości fali. Energia, przy której emitowana jest maksymalna liczba fotonów, zależy od temperatury ciała.

Fale mechaniczne

Fale mechaniczne to fale tworzone przez procesy mechaniczne. Fale, takie jak fale dźwiękowe, fale oceaniczne i fale uderzeniowe, to niektóre przykłady fal mechanicznych. Wszystkie fale mechaniczne wymagają rozprzestrzeniania się medium. Energia fali mechanicznej zależy od amplitudy fali.

Fala mechaniczna ma kilka właściwości. Najważniejsze z tych właściwości to prędkość, częstotliwość amplitudy i długość fali. Dla każdej fali mechanicznej związek v = f λ jest prawdziwy; tutaj v to prędkość fali, f to częstotliwość, a λ to długość fali.