Ondes: types d'ondes et définition d'une onde. Types d'ondes électromagnétiques et sonores

Éducation

Les vagues ne sont pas seulement dans l'eau. Ils consistent en son, lumière, etc. Comment cela peut-il être et quelles sont les vagues en général?

Essence

Ce terme est utilisé dans divers scientifiquesdomaines, mais tout d'abord en physique. Selon la terminologie de cette discipline, le processus de propagation des oscillations est une onde. La définition n'est pas difficile, mais en réalité, tout n'est pas si simple. Dans ce cas, les particules individuelles ne bougent pas, mais ne bougent que près de leur position d'équilibre. De ce qui suit cette propriété des ondes: elles sont un moyen de transfert d'énergie sans changements de matière. Parfois, cela arrive, mais seulement comme un effet secondaire. Ceux qui ont déjà été à la mer, imaginez parfaitement quelle vague.

La définition, cependant, n'est pas la seule chosevous devez savoir face à ce phénomène. Ce qui est important, c'est qu'il est extrêmement étroitement lié aux fluctuations, de sorte que leur étude a lieu à la fois en théorie et en pratique.

Origine

Les ondes peuvent être générées de différentes manières.La cause de leur apparition est toujours l'excitation des particules et leur élimination de l'équilibre. Cela peut être fait avec l'aide de dispositifs spéciaux, tels que des antennes ou des émetteurs. En outre, la cause peut être l'apparition d'instabilités, comme dans le cas d'un vent fort, à cause des ondulations qui courent le long de l'eau.

Histoire du phénomène

Une étude du mécanisme d'occurrence etLa propagation des ondes dans diverses disciplines scientifiques, telles que l'océanologie, la sismologie, la mécanique, l'acoustique, la médecine et, bien sûr, la physique en général, et bien d'autres, a été pratiquée par de nombreux scientifiques célèbres. On pense que la contribution la plus significative a été faite par le chercheur allemand Heinrich Hertz. Il a établi quelques régularités et découvert des phénomènes auparavant inconnus associés à l'interaction des ondes électromagnétiques, par exemple, l'interférence, la diffraction et la polarisation. Ses recherches ont ensuite servi à créer des communications radio. Bien sûr, il y avait d'autres scientifiques qui ont étudié ce phénomène et apporté une contribution significative au développement de la science, par exemple Maxwell, mais c'est le nom de Hertz qui a été immortalisé dans l'unité de mesure de la fréquence des ondes.

Types d'ondes

Il existe un grand nombre de classifications pourdifférents attributs. Tout d'abord, c'est la direction des oscillations d'onde. Types d'ondes selon ce critère: longitudinal, transversal, mixte. Il y a aussi des manières complètement différentes de les regrouper: la description des équations, la géométrie, l'environnement physique, etc.

Il est important que lorsque ce phénomène se produit, il n'y a rienest essentiellement nouveau dans la substance n'apparaît pas, seulement l'organisation des particules change, ce qui génère certains événements. Du point de vue de la perception, il peut être exprimé sous forme de lumière, de couleur, de son, de rayonnement, ainsi que d'énergie invisible à l'œil, etc. À leur tour, ils peuvent également être classés.

En outre, mécanique etondes électromagnétiques. Les types d'ondes de la première catégorie peuvent également être divisés en ondes élastiques et celles qui apparaissent à la surface de l'eau. Cette classification implique la prise en compte du milieu de propagation. En général, la division principale et la plus populaire comprend uniquement les ondes sonores et électromagnétiques. A propos d'eux dans le futur et sera discuté plus en détail.

Description générale

Toute vague a un certain nombre de propriétés et de paramètres,à l'aide de laquelle il peut être décrit. Tout d'abord, c'est sa longueur, qui est notée λ (lambda). De plus, il a une fréquence, une période et une vitesse. Un front d'onde ou une surface, c'est-à-dire un ensemble de points dans la même phase, et un rayon ou un vecteur indiquant la direction de propagation sont séparés séparément.

Avec les deux derniers paramètres, un autreclassification. Selon le type de façade, les vagues peuvent être sphériques et plates. Pour des calculs simplifiés et pour résoudre certains problèmes, la surface peut être considérée comme plate, mais uniquement si elle est considérablement supprimée de la source. Sur la base de toutes ces caractéristiques, on distingue différents types d’ondes.

Exemples

En plus des choses les plus compréhensibles, comme sonnerdes cordes ou des vagues sur la mer, vous pouvez penser à des cercles sur l'eau, apparaissant à partir de pierres abandonnées, d'explosions, de sommeil sur un matelas mou et de nombreux autres phénomènes. Les rayons ultraviolets ou infrarouges, ainsi que ce qui n'est pas audible par l'oreille humaine, sont tous des manifestations du même phénomène, la propagation des ondes. Les types d'ondes sont si divers et ils sont tellement différents qu'il est vraiment difficile de croire que ces choses différentes ont une seule nature.

Ondes sonores: caractéristiques

Entendre donne à une personne une énorme quantité d'informationssur le monde qui nous entoure. Mais sans vagues, ce serait impossible. Leur variété sonore fait référence à l'élastique. Leur particularité réside dans le fait que la longueur de ces ondes et, par conséquent, la fréquence est telle que l'altitude est à portée de voix. Pour l'homme, cet intervalle va de 20 à 20 000 hertz. Tout ce qui est plus bas est appelé infrason, et surtout échographie. Le premier est encore mal compris, mais le second est largement utilisé en sciences, en médecine et dans de nombreux autres domaines. Ce sont les types d'ondes sonores. Leurs caractéristiques sont déterminées par des paramètres tels que la longueur, la fréquence et une combinaison de différents modes de vibration. Cela dépend respectivement du volume, de la hauteur et de la tonalité.

Comme toute autre vague, son par natureest causé par des fluctuations. Cela se ressent, par exemple, en se tenant à un concert près de la colonne. Les ondes peuvent se propager dans de nombreux types de supports, notamment liquides et solides. Dans le vide, comme on le croit, les sons ne sont pas audibles. C’est pourquoi il ya si souvent des reproches aux réalisateurs hollywoodiens, des scènes de tournage avec des explosions à grande échelle et bruyantes dans l’espace sans air. L'étude des ondes sonores et des ondes traite d'une section assez étendue de la physique - l'acoustique. Cette science extrêmement intéressante a de nombreux usages dans la vie. Par exemple, avec l'utilisation des connaissances acoustiques, les salles de concert et d'opéra sont conçues de manière à ce que les présentations puissent être entendues n'importe où.

Perception des sons par l'homme et les animauxse produit en raison de la conversion des vibrations mécaniques en signaux électriques. Ce mécanisme est plutôt compliqué, mais sa valeur ne peut pas être surestimée. Cependant, on peut en dire autant des sons en général. Avec leur aide, vous pouvez communiquer, transférer des informations, modifier votre humeur. Ils affectent les gens même s'ils sont hors de portée de voix. C’est pourquoi il existe, par exemple, le concept de «pollution sonore». Pour une unité de sonorité du son adopté blanc, nommé ainsi en l'honneur du scientifique A. Bell, l'inventeur du téléphone.

Propriétés et types d'ondes électromagnétiques

Mais il existe aussi un type particulier de vibration sans lequelil est difficile d'imaginer la vie moderne. Les téléphones mobiles, les communications sans fil, la radio, les fours à micro-ondes et de nombreux autres appareils n'existeraient pas si les ondes électromagnétiques n'étaient pas ouvertes. Et encore, il serait impossible de percevoir la couleur et la lumière n'existerait pas. Est-il possible d'imaginer cela?

Contrairement aux sons, ce genre d'oscillationpeuvent se propager dans tous les médias, y compris dans le vide, et leur vitesse est égale à la vitesse de la lumière. En fait, ce type d'ondes est la propagation des champs électromagnétiques dans l'espace et dans le temps. Leur structure est extrêmement intéressante car elle se compose de deux parties. Les champs magnétiques et électriques se génèrent alternativement et se propagent le long de vecteurs mutuellement perpendiculaires. L'une des propriétés principales d'une telle onde est qu'elle est toujours transversale. En outre, il se propage toujours avec accélération.

Il existe différents types d'ondes électromagnétiques en fonction de leur longueur. Il y a 6 gammes principales du plus long au plus court: