მექანიკური vs ელექტრომაგნიტური ტალღები
მექანიკური ტალღების ბოლო ელექტრომაგნიტური ტალღები არის ტალღების ორი ტიპი, რომლებიც განიხილება ფიზიკაში. მექანიკური ტალღები არის ტალღები, რომლებიც გამოწვეულია მექანიკური მოქმედებებით, როგორიცაა ვიბრაცია. ელექტრომაგნიტური ტალღები არის ტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება ელექტრული და მაგნიტური ველების რხევით. ტალღების ეს ორი ტიპი ძალიან მნიშვნელოვანია ისეთი სფეროების გასაგებად, როგორიცაა ელექტრომაგნეტიზმი, ტალღები და ვიბრაციები, ოპტიკა, აკუსტიკა და მრავალი სხვა. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის მექანიკური ტალღები და ელექტრომაგნიტური ტალღები, მათი განმარტებები, მექანიკური ტალღების და ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყენება, ამ ორს შორის მსგავსება და საბოლოოდ განსხვავება მექანიკურ ტალღებსა და ელექტრომაგნიტურ ტალღებს შორის.
ელექტრომაგნიტური ტალღები
ელექტრომაგნიტური ტალღები, უფრო ხშირად ცნობილი როგორც EM ტალღები, პირველად შემოგვთავაზა ჯეიმს კლერკ მაქსველმა. ეს მოგვიანებით დაადასტურა ჰაინრიხ ჰერცმა, რომელმაც წარმატებით შექმნა პირველი EM ტალღა. მაქსველმა გამოიტანა ელექტრული და მაგნიტური ტალღების ტალღის ფორმა და წარმატებით იწინასწარმეტყველა ამ ტალღების სიჩქარე. ვინაიდან ეს ტალღის სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ექსპერიმენტულ მნიშვნელობას უდრიდა, მაქსველმა ასევე თქვა, რომ სინათლე, ფაქტობრივად, EM ტალღების ფორმაა.
ელექტრომაგნიტურ ტალღებს აქვთ როგორც ელექტრული ველი, ასევე მაგნიტური ველი, რომლებიც ცვალებადობენ ერთმანეთზე პერპენდიკულურად და ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულურად. ყველა ელექტრომაგნიტურ ტალღას აქვს იგივე სიჩქარე ვაკუუმში. ელექტრომაგნიტური ტალღის სიხშირე განსაზღვრავდა მასში შენახულ ენერგიას. მოგვიანებით კვანტური მექანიკის გამოყენებით აჩვენეს, რომ ეს ტალღები, ფაქტობრივად, ტალღების პაკეტებია. ამ პაკეტის ენერგია დამოკიდებულია ტალღის სიხშირეზე. ამან გახსნა ტალღის ველი - მატერიის ნაწილაკების ორმაგობა.ახლა ჩანს, რომ ელექტრომაგნიტური გამოსხივება შეიძლება ჩაითვალოს ტალღებად და ნაწილაკებად. ობიექტი, რომელიც განთავსებულია ნებისმიერ ტემპერატურაზე აბსოლუტურ ნულზე მაღლა, გამოსცემს ყველა ტალღის სიგრძის EM ტალღებს. ენერგია, რომლითაც გამოიყოფა ფოტონების მაქსიმალური რაოდენობა, დამოკიდებულია სხეულის ტემპერატურაზე.
მექანიკური ტალღები
მექანიკური ტალღები არის ტალღები, რომლებიც იქმნება მექანიკური პროცესების შედეგად. ტალღები, როგორიცაა ხმის ტალღები, ოკეანის ტალღები და დარტყმითი ტალღები, არის მექანიკური ტალღების რამდენიმე მაგალითი. ყველა მექანიკურ ტალღას გავრცელებისთვის სჭირდება საშუალება. მექანიკური ტალღის ენერგია დამოკიდებულია ტალღის ამპლიტუდაზე.
მექანიკურ ტალღას აქვს რამდენიმე თვისება. ამ თვისებებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი არის სიჩქარე, ამპლიტუდის სიხშირე და ტალღის სიგრძე. ნებისმიერი მექანიკური ტალღისთვის, კავშირი v=f λ მართებულია; აქ v არის ტალღის სიჩქარე, f არის სიხშირე და λ არის ტალღის სიგრძე.
რა განსხვავებაა მექანიკურ ტალღებსა და ელექტრომაგნიტურ ტალღებს შორის?
• ელექტრომაგნიტურ ტალღებს არ სჭირდება რაიმე საშუალო გადაადგილებისთვის, მაშინ როცა მექანიკურ ტალღებს უნდა ჰქონდეს საშუალება გავრცელებისთვის.
• ელექტრომაგნიტური ტალღების ენერგია კვანტურია, მაგრამ მექანიკური ტალღების ენერგია უწყვეტია.
• მექანიკური ტალღების ენერგია დამოკიდებულია ტალღის ამპლიტუდაზე, მაგრამ ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ სიხშირეზე.
• ელექტრომაგნიტური ტალღები აჩვენებენ ნაწილაკების მსგავს ქცევას, მაგრამ მექანიკური ტალღები არ აჩვენებენ ასეთ ქცევას.
