Φυσική για παιδιά

Κύματα

Όταν σκεφτόμαστε τη λέξη "κύμα", συνήθως φανταζόμαστε κάποιον να κινεί το χέρι του μπρος-πίσω για να πει ένα γεια ή ίσως σκεφτόμαστε έναν κυματιστό τοίχο νερού που κινείται από τον ωκεανό για να πέσει στην παραλία.

Στη φυσική, ένα κύμα είναι μια διαταραχή που ταξιδεύει μέσα στο χώρο και την ύλη μεταφέροντας ενέργεια από το ένα μέρος στο άλλο. Όταν μελετάμε τα κύματα είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι μεταφέρουν ενέργεια, όχι ύλη.

Υπάρχουν πολλά κύματα γύρω μας στην καθημερινή ζωή. Ο ήχος είναι ένα είδος κύματος που κινείται μέσα στην ύλη και στη συνέχεια δονεί τα τύμπανα των αυτιών μας ώστε να μπορούμε να ακούσουμε. Το φως είναι ένα ειδικό είδος κύματος που αποτελείται από φωτόνια. Μπορείτε να ρίξετε μια πέτρα σε μια λίμνη και να δείτε κύματα να σχηματίζονται στο νερό. Χρησιμοποιούμε ακόμη και κύματα (μικροκύματα) για να μαγειρέψουμε το φαγητό μας πολύ γρήγορα.

Τύποι κυμάτων

Τα κύματα μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους. Παρακάτω περιγράφουμε μερικούς από τους διαφορετικούς όρους που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να περιγράψουν τα κύματα.

Μηχανικά κύματα και ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Όλα τα κύματα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν είτε ως μηχανικά είτε ως ηλεκτρομαγνητικά.

Μηχανικά κύματα είναι κύματα που απαιτούν ένα μέσο. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να έχουν κάποιο είδος ύλης για να ταξιδέψουν. Τα κύματα αυτά ταξιδεύουν όταν τα μόρια στο μέσο συγκρούονται μεταξύ τους μεταδίδοντας ενέργεια. Ένα παράδειγμα μηχανικού κύματος είναι ο ήχος. Ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει στον αέρα, το νερό ή τα στερεά, αλλά δεν μπορεί να ταξιδέψει στο κενό. Χρειάζεται το μέσο για να τον βοηθήσει να ταξιδέψει. Άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν το νερόκύματα, σεισμικά κύματα και κύματα που διαπερνούν ένα ελατήριο.

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι κύματα που μπορούν να ταξιδέψουν μέσα στο κενό (άδειος χώρος). Δεν χρειάζονται μέσο ή ύλη. Ταξιδεύουν μέσω ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που δημιουργούνται από φορτισμένα σωματίδια. Παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι το φως, τα μικροκύματα, τα ραδιοκύματα και οι ακτίνες Χ.

Εγκάρσια κύματα και διαμήκη κύματα

Ένας άλλος τρόπος για να περιγράψουμε ένα κύμα είναι η κατεύθυνση προς την οποία ταξιδεύει η διαταραχή του.

Εγκάρσια κύματα είναι κύματα όπου η διαταραχή κινείται κάθετα προς την κατεύθυνση του κύματος. Μπορείτε να σκεφτείτε ότι το κύμα κινείται από αριστερά προς τα δεξιά, ενώ η διαταραχή κινείται πάνω και κάτω. Ένα παράδειγμα εγκάρσιου κύματος είναι ένα υδάτινο κύμα όπου το νερό κινείται πάνω και κάτω καθώς το κύμα περνάει μέσα από τον ωκεανό. Άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν μια ταλαντευόμενη χορδή και ένα κύμα από οπαδούς σε ένα στάδιο (οι άνθρωποι κινούνται πάνω και κάτωενώ το κύμα κινείται γύρω από το στάδιο).

Διαμήκη κύματα είναι κύματα όπου η διαταραχή κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με το κύμα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένα κύμα που κινείται μέσα από ένα τεντωμένο slinky ή ελατήριο. Αν συμπιέσετε ένα τμήμα του slinky και το αφήσετε, το κύμα θα κινηθεί από αριστερά προς τα δεξιά. Ταυτόχρονα, η διαταραχή (που είναι οι σπείρες των ελατηρίων που κινούνται), θα κινηθεί επίσης από αριστερά προς τα δεξιά. Ένα άλλο κλασικό παράδειγμα διαμήκους κύματος είναι τοΚαθώς τα ηχητικά κύματα διαδίδονται μέσα σε ένα μέσο, τα μόρια συγκρούονται μεταξύ τους στην ίδια κατεύθυνση που κινείται ο ήχος.

Στην παραπάνω εικόνα το πάνω κύμα είναι εγκάρσιο.

και το κύμα του πυθμένα είναι διαμήκες.

Ενδιαφέροντα στοιχεία για τα κύματα

• Τα κύματα στον ωκεανό δημιουργούνται κυρίως από τον άνεμο που κινείται στην επιφάνεια του ωκεανού.
• Το "μέσο" είναι η ουσία ή το υλικό που μεταφέρει ένα μηχανικό κύμα.
• Ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα που πρέπει να θυμάστε για τα κύματα είναι ότι μεταφέρουν ενέργεια και όχι ύλη. Αυτό τα κάνει να διαφέρουν από άλλα φαινόμενα της φυσικής.
• Πολλά κύματα δεν είναι ορατά, όπως τα μικροκύματα και τα ραδιοκύματα.
• Το υψηλότερο ωκεάνιο κύμα που έχει καταγραφεί ποτέ είχε ύψος 1.720 πόδια και σημειώθηκε στον κόλπο Lituya στην Αλάσκα.

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Εισαγωγή στα κύματα

Ιδιότητες των κυμάτων

Συμπεριφορά κύματος

Βασικά στοιχεία του ήχου

Τάση και ακουστική

Το ηχητικό κύμα

Πώς λειτουργούν οι μουσικές νότες

Το αυτί και η ακοή

Γλωσσάριο όρων κύματος

Φως και Οπτική

Εισαγωγή στο φως

Φάσμα φωτός

Το φως ως κύμα

Φωτόνια

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Τηλεσκόπια

Φακοί

Το μάτι και η όραση

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά