Gelombang permukaan, jenis dan contoh

The Gelombang cetek Mereka adalah orang -orang di mana zarah bergetar mempunyai pergerakan dua dimensi, seperti gelombang yang berlaku ketika batu jatuh ke kolam atau tasik.

Gelombang jenis ini dihasilkan di antara muka antara dua cara yang berbeza, seperti lautan dan udara, atau di antara permukaan bumi dan udara. Ini adalah gelombang di mana zarah mengalami anjakan melintang digabungkan dengan membujur, iaitu dua dimensi.

Rajah 1. Gelombang cetek di kolam. Sumber: Pixabay.

Contohnya, zarah air di permukaan lautan - gelombang - bergerak menerangkan trajektori bulat. Semasa memecahkan gelombang di pantai, anjakan membujur mendominasi dan itulah sebabnya alga atau sekeping kayu yang terapung perlahan -lahan bergerak dari depan ke belakang.

Di permukaan bumi, gelombang juga bergerak sama dengan gelombang laut. Mereka bergerak dengan kelajuan yang lebih rendah daripada ombak yang bergerak secara dalaman melalui jumlah terestrial, tetapi mampu menimbulkan resonans di bangunan dengan lebih mudah.

Oleh kerana gelombang menghasilkan getaran dan tenaga pengangkutan, mempunyai kesan merosakkan semasa gempa bumi.

Rajah 2. Gelombang permukaan di lautan. Zarah air bergerak dalam jadual apabila pergerakan gelombang dari kiri ke kanan. Pada titik tertinggi mereka berada di puncak gelombang, sementara titik terendah dipanggil saluran. Sumber angka kiri: f. Zapata. Sumber angka yang betul: Giambattista, a. 2010. Fizik. 2. Edisi. McGraw Hill.

[TOC]

Jenis gelombang cetek

Mana -mana jenis gelombang, sama ada atau tidak cetek, adalah penyelesaian persamaan gelombang, yang digunakan untuk hampir semua jenis pergerakan undulatory, bukan sahaja mekanikal, seperti contoh yang diterangkan, tetapi juga gelombang elektromagnet, yang merupakan jenis yang berbeza gelombang, kerana mereka melintang.

Persamaan Gelombang, yang diperoleh memandangkan undang -undang kedua Newton ditulis seperti ini:

Di mana ∇ melambangkan Pengendali Laplacian, yang boleh dinyatakan seperti berikut dalam koordinat segi empat tepat:

Boleh melayani anda: pekali Poisson: pekali, formula, nilai, contoh

Dalam persamaan sebelumnya, atau Ia adalah fungsi gelombang yang bergantung kepada tiga koordinat ruang x, dan dan z Lebih masa t: u = u (x, y, z, t). Selain v Ia adalah kelajuan gangguan. Persamaan gelombang boleh dibangkitkan dalam sistem koordinat lain bergantung kepada geometri yang diperlukan.

Untuk mencari penyelesaian persamaan, ini sesuai dengan keadaan masalah, di mana misalnya geometri dibatasi dan sifat -sifat alam sekitar ditubuhkan di mana gangguan itu dipindahkan.

Terdapat banyak jenis gelombang cetek, seperti:

-Gelombang graviti (Gelombang graviti) Sebagai gelombang lautan yang diterangkan pada mulanya, di mana graviti menyediakan daya pemulihan yang membolehkan pergerakan transversal.

-Gelombang cetek di kolam, di sini adalah ketegangan permukaan air yang dikenakan sebagai daya pemulihan.

-Gelombang elastik cetek yang bergerak di permukaan bumi semasa gempa bumi.

-Gelombang elektromagnet, yang walaupun melintang, boleh dipandu dengan betul untuk bergerak di permukaan.

-Beberapa jenis gelombang yang berlaku pada rentetan gitar ketika rentetan ditekan keras.

Gelombang elastik cetek di permukaan bumi

Rajah 3. Gelombang cetek di permukaan bumi. Pergerakan zarah adalah gabungan anjakan melintang dan membujur. Sumber: Giambattista, a. 2010. Fizik. 2. Edisi. McGraw Hill.

Apabila menyelesaikan persamaan gelombang, penyelesaian, seperti yang telah kita katakan, sesuai dengan pelbagai jenis gelombang. Apabila gangguan bergerak dalam medium pepejal seperti kerak bumi, adalah mungkin untuk membuat beberapa anggapan mengenai perkara ini yang memudahkan prosesnya.

Oleh itu dianggap bahawa medium adalah Sempurna elastik, homogen dan isotropik, yang bermaksud bahawa sifatnya sama tanpa mengira kedudukan atau alamat.

Dengan ini, dua penyelesaian persamaan gelombang dalam medium elastik sesuai dengan gelombang cetek:

Ia boleh melayani anda: boron nitride (bn): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

-Gelombang Rayleight, yang dinamakan sebagai penghormatan kepada Lord Rayleight (1842-1919), ahli fizik British yang menggambarkan mereka terlebih dahulu.

-Love Waves, oleh Augustus Love, British Geophysical and Mathematic.

Dalam seismik, gelombang ini dipanggil Gelombang l, Untuk membezakannya dari gelombang P dan gelombang S, kedua -duanya dianggap gelombang volum (Gelombang badan) bahawa mereka juga merupakan penyelesaian persamaan gelombang dengan syarat -syarat yang dinyatakan di atas. Gelombang P adalah longitudinal dan gelombang s melintang.

Contoh gelombang cetek

Gelombang Rayleight

Dalam gelombang Rayleight, zarah gelombang bergetar dalam satah menegak, oleh itu dikatakan bahawa mereka dipolarisasi menegak. Gerakan zarah yang menggambarkan elips, tidak seperti gelombang di permukaan lautan, yang pergerakannya adalah bulat, seperti yang dinyatakan pada mulanya (walaupun berhampiran pantai mereka agak elips).

Paksi utama elips adalah menegak dan paksi kecil mengikuti arah penyebaran, seperti yang dapat dilihat dalam angka tersebut. Di sana juga memberi amaran bahawa pergerakan itu retrograde, iaitu, ia dilakukan bertentangan dengan jarum jam.

Rajah 4. Gelombang Rayleight. Sumber: Lowrie, W. 2007. Geofizik asas. 2. Edisi. Cambridge University Press.

Satu lagi perbezaan penting dengan gelombang air ialah gelombang Rayleight hanya boleh tersebar di media pepejal, kerana terdapat daya ricih yang tidak berlaku dalam cecair.

Amplitud anjakan zarah berkurangan dengan eksponen dengan kedalaman, kerana gelombangnya terhad kepada permukaan, walaupun ia adalah gempa bumi yang besar, ombak dapat menghidupkan bumi beberapa kali sebelum memudar sepenuhnya.

Boleh melayani anda: Baki Translasi: Penentuan, Aplikasi, Contoh

Gelombang cinta

Dalam gelombang cinta, zarah dipolarisasi secara mendatar dan mempunyai amplitud besar pergerakan selari dengan permukaan. Mereka bergerak pada kelajuan yang sedikit lebih rendah daripada gelombang Rayleight, walaupun kelajuan dalam jenis gelombang ini bergantung pada panjang gelombang (gelombang dispersif).

Untuk gelombang ini tersebar di tengah. Seperti gelombang Rayleight, gelombang cinta yang dihasilkan semasa gempa bumi dapat mengembalikan bumi beberapa kali sebelum menyebarkan tenaga mereka.

Rajah 5. Gelombang cinta. Sumber: Wikimedia Commons. Nicoguaro [CC oleh 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/4.0)]

Gulungan tanah

Adalah biasa untuk mencari variasi gelombang Rayleight ini, yang dipanggil Gulungan tanah, Dalam rekod penerokaan seismik. Ia dianggap bunyi dan anda harus mengelakkannya, kerana kerana keluasannya yang besar, kadang -kadang refleksi yang dapat dilihat maska.

Gelombang lautan

Pada kedalaman yang besar, ombak lautan adalah gelombang membujur, seperti bunyi. Ini bermakna alamat penyebarannya adalah sama dengan arah di mana zarah bergetar.

Walau bagaimanapun, gelombang, berhampiran permukaan, mempunyai kedua -dua komponen membujur dan melintang, menyebabkan zarah menggambarkan trajektori hampir bulat (lihat Rajah 2 kanan).

Rajah 6. Gelombang laut adalah gelombang cetek. Sumber: Pixabay.

Rujukan

1. Figueroa, d. 2005. Gelombang dan Fizik Kuantum. Siri Fizikal untuk Sains dan Kejuruteraan. Diedit oleh d. Figueroa.
2. GiMbattista, a. 2010. Fizik. McGraw Hill.
3. Lowrie, w. 2007. Geofizik asas. 2. Edisi. Cambridge University Press.
4. Wikipedia. Gelombang cinta. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.
5. Wikipedia. Gelombang Rayleight. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Gelombang permukaan. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org.