Механикалық және электромагниттік толқындар
Механикалық толқындар электромагниттік толқындарды аяқтайды - бұл физикада талқыланатын толқындардың екі түрі. Механикалық толқындар - тербеліс сияқты механикалық әрекеттерден туындаған толқындар. Электромагниттік толқындар – тербелмелі электр және магнит өрістерінің әсерінен пайда болатын толқындар. Толқындардың бұл екі түрі электромагнетизм, толқындар мен тербеліс, оптика, акустика және басқалары сияқты өрістерді түсіну үшін өте маңызды. Бұл мақалада біз механикалық толқындар мен электромагниттік толқындар дегеніміз не, олардың анықтамалары, механикалық толқындар мен электромагниттік толқындардың қолданылуы, осы екеуінің ұқсастықтары және механикалық толқындар мен электромагниттік толқындардың арасындағы айырмашылықтар туралы сөйлесетін боламыз.
Электромагниттік толқындар
Электромагниттік толқындар, көбінесе ЭМ толқындары ретінде белгілі, алғаш рет Джеймс Клерк Максвелл ұсынған. Мұны кейінірек бірінші EM толқынын сәтті шығарған Генрих Герц растады. Максвелл электрлік және магниттік толқындардың толқындық формасын шығарды және бұл толқындардың жылдамдығын сәтті болжады. Бұл толқын жылдамдығы жарық жылдамдығының тәжірибелік мәніне тең болғандықтан, Максвелл де жарық, шын мәнінде, ЭМ толқындарының бір түрі екенін ұсынды.
Электромагниттік толқындардың бір-біріне перпендикуляр және толқынның таралу бағытына перпендикуляр тербелетін электр өрісі де, магнит өрісі де болады. Барлық электромагниттік толқындардың вакуумдағы жылдамдығы бірдей. Электромагниттік толқынның жиілігі онда жинақталған энергияны анықтады. Кейінірек кванттық механиканың көмегімен бұл толқындардың шын мәнінде толқындар пакеттері екендігі көрсетілді. Бұл пакеттің энергиясы толқын жиілігіне байланысты. Бұл толқындық өрісті ашты - материяның бөлшектердің дуальділігі. Енді электромагниттік сәулеленуді толқындар мен бөлшектер ретінде қарастыруға болатынын көруге болады. Абсолютті нөлден жоғары кез келген температураға орналастырылған нысан әрбір толқын ұзындығының ЭМ толқындарын шығарады. Фотондардың максималды саны шығарылатын энергия дене температурасына байланысты.
Механикалық толқындар
Механикалық толқындар – механикалық процестер нәтижесінде пайда болатын толқындар. Дыбыс толқындары, мұхит толқындары және соққы толқындары сияқты толқындар механикалық толқындардың кейбір мысалдары болып табылады. Барлық механикалық толқындар таралу үшін ортаны қажет етеді. Механикалық толқынның энергиясы толқынның амплитудасына байланысты.
Механикалық толқынның бірнеше қасиеті бар. Бұл қасиеттердің ең маңыздылары жылдамдық, амплитуда жиілігі және толқын ұзындығы. Кез келген механикалық толқын үшін v=f λ қатынасы ақиқат болып табылады; мұнда v – толқын жылдамдығы, f – жиілік, λ – толқын ұзындығы.
Механикалық толқындар мен электромагниттік толқындардың айырмашылығы неде?
• Электромагниттік толқындар таралу үшін ешқандай ортаны қажет етпейді, ал механикалық толқындардың таралу үшін ортасы болуы керек.
• Электромагниттік толқындардың энергиясы квантталған, бірақ механикалық толқындардың энергиясы үздіксіз.
• Механикалық толқындардың энергиясы толқынның амплитудасына байланысты, бірақ электромагниттік толқынның энергиясы тек жиілікке байланысты.
• Электромагниттік толқындар бөлшектер сияқты әрекетті көрсетеді, бірақ механикалық толқындар мұндай әрекетті көрсетпейді.
