Różnica między falą progresywną a falą stacjonarną

Fala progresywna vs fala stacjonarna
 

Fale są bardzo ważnym zjawiskiem występującym w prawdziwym życiu. Badanie fal i wibracji ma długą historię. Koncepcje fal stacjonarnych i fal postępowych są omawiane w wielu dziedzinach fizyki i chemii. Są one omawiane w mechanice, akustyce, technologii radarowej, technologii komunikacyjnej, mechanice kwantowej, a nawet muzyce. Niezbędne jest właściwe zrozumienie fal postępowych i fal stacjonarnych, aby osiągnąć doskonałe wyniki w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym są fale stacjonarne i fale progresywne, ich definicje, podobieństwa między falami stacjonarnymi i falami progresywnymi, sposób wytwarzania fal progresywnych i fal stacjonarnych, ich zastosowania i wreszcie różnicę między falami stacjonarnymi a falami progresywnymi.

Fale progresywne

Fala mechaniczna jest wywoływana przez wszelkie turbulencje w ośrodku. Prostymi przykładami fal mechanicznych są dźwięki, trzęsienia ziemi, fale oceanów. Fala jest metodą propagacji energii. Energia wytworzona w turbulencji jest propagowana przez fale. Fala sinusoidalna to fala, która oscyluje zgodnie z równaniem y = A sin (ωt - kx). Gdy fala rozchodzi się w przestrzeni, energia, którą przenosi, jest również propagowana. Ta energia powoduje, że cząsteczki na drodze oscylują. Można to również zinterpretować na odwrót, gdy energia jest propagowana przez oscylacje cząstek. Istnieją dwa rodzaje fal progresywnych; mianowicie fale podłużne i poprzeczne. W fali podłużnej oscylacje cząstek są równoległe do kierunku propagacji. Nie oznacza to, że cząsteczki poruszają się wraz z falą. Cząstki oscylują jedynie wokół ustalonego punktu równowagi w przestrzeni. W falach poprzecznych oscylacja cząstek zachodzi prostopadle do kierunku propagacji. Fale dźwiękowe składają się tylko z fal podłużnych, fale na sznurku są poprzeczne. Fale oceaniczne są kombinacją fal poprzecznych i fal podłużnych.

Fale stacjonarne

Fale stacjonarne, znane również jako fale stojące, powstają w wyniku przechwycenia dwóch identycznych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach. Dwie identyczne fale sinusoidalne poruszające się w kierunkach + x i -x mogą być reprezentowane przez y₁ = A sin (ωt - kx) iy₂₎ = A sin (ωt + kx) odpowiednio. Dodanie tych dwóch równań nakłada się na dwie fale. Dlatego y₁+y₂₎ = y = A [sin (ωt - kx) + sin (ωt + kx)]. Upraszczając to równanie, otrzymujemy Y = 2A sin (ωt) cos (kx). Dla danej wartości x równanie to Y = B sin (ωt), prosta oscylacja harmoniczna.