Tärkein ero - Sähkömagneettiset vs. mekaaniset aallot

Aalto koostuu jonkinlaisesta häiriöstä, joka kulkee. Ominaisuuksiensa perusteella voimme luokitella aallot useisiin eri tyyppeihin. Yksi eroista perustuu siihen, tarvitsevatko aallon häiriöt väliaineen kulkemaan. Tällä tavalla luokittelemme aallot sähkömagneettisiin ja mekaanisiin aaltoihin. The tärkein ero mekaanisten ja sähkömagneettisten aaltojen välillä sähkömagneettiset aallot eivät vaadi väliainetta levitäkseen kun taas mekaaniset aallot tarvitsevat väliaineen levitäkseen.

Mitä ovat mekaaniset aallot

Mekaaniset aallot koostuvat häiriöistä, jotka voivat kulkea vain väliaineen läpi. Voit luoda yksinkertaisen aallon heiluttamalla köyttä ylös ja alas, ja tämä on mekaaninen aalto. Kun yksi molekyyli liikkuu ylöspäin, se saa myös naapurimolekyylit liikkumaan ylöspäin, ja tällä tavalla häiriö liikkuu koko köyden. Tässä köysi on aallon väliaine, koska se on ”köysimolekyylien” liike, joka kantaa häiriön mukanaan.

Toinen erittäin hyvä esimerkki mekaanisesta aallosta on ääniaalto. Ääniaallot koostuvat värähtelevistä molekyyleistä. Tyypillisesti, kun kuulemme ääntä, korvaamme havaitsee ilmamolekyylien edestakaisen liikkeen (voit tarkistaa, että ääni todella muodostuu värisevistä ilmamolekyyleistä asettamalla kynttilä kaiuttimen eteen, katso alla oleva video). Aivot tulkitsevat tämän ilmamolekyylien edestakaisin liikkeen "äänenä". Voimme myös kuulla äänen muun tyyppisten molekyylien värähtelyistä: voit kuulla veden alla esimerkiksi vesimolekyylien värähtelyn vuoksi.

Ääniaalloista tekee mekaanisia se, että ääni ei pystyisi etenemään ilman väliainetta. Kuvittele esimerkiksi, että laitat soivan kellon tyhjiöpurkin sisään ja päästät ilmaa hitaasti ulos. Kun ilma liikkuu purkista, ääni muuttuu heikommaksi. Kun purkin sisällä ei ole ilmaa, kello värisee edelleen, mutta välissä ei ole mitään, joka kantaa äänen ulos, joten ääni lakkaa. Jos päästät ilmaa hitaasti sisään, voit alkaa kuulla ääntä uudelleen. Tämä kokeilu näkyy alla olevassa videossa:

Mitä ovat sähkömagneettiset aallot

Sähkömagneettiset aallot koostuvat häiriöistä, jotka voivat kulkea ilman väliainetta. Esimerkiksi auringon valo on sähkömagneettinen aalto, joka kulkee tyhjiön läpi maan ja auringon välillä. Sähkömagneettiset aallot voivat tehdä tämän, koska ne eivät luota värähteleviin molekyyleihin. Sen sijaan sähkömagneettisessa aallossa värähtelevä on sähkökenttä. Tuolla on magneettikenttä samoin, joka värähtelee vaiheessa sähkökentän kanssa, 90 °: ssa^o sähkökenttään. Värähtelyt suoritetaan suuntaan, joka on 90 °^o sekä sähkökentän että magneettikentän värähtelyihin. Lyhyt animaatio näiden kenttien värähtelystä näkyy alla olevassa videossa:

Imurissa kaikki sähkömagneettiset aallot kulkevat noin 3 × 10 nopeudella⁸ neiti^-1. Tätä kutsutaan usein valon nopeus tyhjiössä. Aallonpituudesta riippuen ne voidaan luokitella useisiin eri tyyppeihin. Kaavion isku näyttää nämä eri tyypit alkaen suuremmista aallonpituuksista (vasemmalta) pienempiin aallonpituuksiin (oikea).

Sähkömagneettinen spektri

Koska värähtelyt ovat suorassa kulmassa etenemissuuntaan nähden, sähkömagneettiset aallot ovat poikittaisia ​​aaltoja. Tämä tarkoittaa, että sähkömagneettiset aallot voivat polarisoitua.

Ero mekaanisten ja sähkömagneettisten aaltojen välillä

Lisääntymistapa

Mekaaniset aallot tarvitsevat väliaineen lisääntyäkseen.

Elektromagneettiset aallot eivät vaadi väliainetta lisääntyäkseen. Ne voivat levitä tyhjiössä.

Nopeus

Mekaaniset aallot kulkevat hitaammin kuin sähkömagneettiset aallot.

Elektromagneettiset aallot matka 3 × 10⁸ neiti^-1 tyhjiössä. Kun he matkustavat muiden medioiden kautta, ne hidastavat hieman.

Aaltojen tyyppi

Mekaaniset aallot voi olla poikittainen tai pitkittäinen. Kun ne ovat pitkittäisiä, niitä ei voi polarisoida.

Elektromagneettiset aallot ovat poikittaisia ​​aaltoja, joten ne voivat polarisoitua.

Kuva kohteliaasti

"Kaavio Miltonin spektristä, joka osoittaa tyypin, aallonpituuden (esimerkeillä), taajuuden, mustan kehon emissio lämpötilan…", Inductiveload, NASA (itse tehty, NASA: n tiedot) [CC BY-SA 3.0], Wikimedian kautta yhteiset