Fysiikkaa lapsille

Aallot

Kun ajattelemme sanaa "aalto", kuvittelemme yleensä jonkun liikuttavan kättään edestakaisin tervehtiäkseen, tai ehkä ajattelemme merestä tulevaa ja rantaan törmäävää, kiemurtelevaa vesiseinää.

Fysiikassa aalto on häiriö, joka kulkee avaruuden ja aineen läpi siirtäen energiaa paikasta toiseen. Aaltoja tutkittaessa on tärkeää muistaa, että ne siirtävät energiaa, eivät ainetta.

Ympärillämme on paljon aaltoja jokapäiväisessä elämässä. Ääni on eräänlainen aalto, joka liikkuu aineen läpi ja värähtelee tärykalvojamme, jotta voimme kuulla. Valo on erityinen aaltotyyppi, joka koostuu fotoneista. Voit pudottaa kiven lampeen ja nähdä, kuinka veteen muodostuu aaltoja. Käytämme aaltoja (mikroaaltoja) jopa ruoan valmistamiseen todella nopeasti.

Aaltotyypit

Aallot voidaan jakaa eri luokkiin niiden ominaisuuksien mukaan. Seuraavassa kuvataan joitakin eri termejä, joita tutkijat käyttävät kuvaamaan aaltoja.

Mekaaniset aallot ja sähkömagneettiset aallot

Kaikki aallot voidaan luokitella joko mekaanisiksi tai sähkömagneettisiksi.

Mekaaniset aallot ovat aaltoja, jotka vaativat väliaineen. Tämä tarkoittaa, että niillä on oltava jonkinlaista ainetta, jonka läpi ne voivat kulkea. Nämä aallot kulkevat, kun väliaineen molekyylit törmäävät toisiinsa siirtäen energiaa. Yksi esimerkki mekaanisesta aallosta on ääni. Ääni voi kulkea ilman, veden tai kiinteän aineen läpi, mutta se ei voi kulkea tyhjiössä. Se tarvitsee väliaineen auttaakseen sitä kulkemaan. Muita esimerkkejä ovat esimerkiksi vedenaallot, seismiset aallot ja jousen läpi kulkevat aallot.

Sähkömagneettiset aallot ovat aaltoja, jotka voivat kulkea tyhjiössä (tyhjässä tilassa). Ne eivät tarvitse väliaineita tai ainetta. Ne kulkevat sähkö- ja magneettikenttien kautta, joita varatut hiukkaset synnyttävät. Esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista ovat valo, mikroaallot, radioaallot ja röntgensäteet.

Poikittaisaallot ja pitkittäisaallot

Toinen tapa kuvata aaltoa on se, mihin suuntaan sen häiriö kulkee.

Poikittaisaallot ovat aaltoja, joissa häiriö liikkuu kohtisuoraan aallon suuntaan nähden. Voit ajatella aallon liikkuvan vasemmalta oikealle, kun taas häiriö liikkuu ylös ja alas. Yksi esimerkki poikittaisaallosta on vesiaalto, jossa vesi liikkuu ylös ja alas aallon kulkiessa valtameren halki. Muita esimerkkejä ovat värähtelevä jousi ja fanien aalto stadionilla (ihmiset liikkuvat ylös ja alas...).kun aalto liikkuu stadionin ympärillä).

Pituussuuntaiset aallot ovat aaltoja, joissa häiriö liikkuu samaan suuntaan kuin aalto. Yksi esimerkki tästä on aalto, joka liikkuu venytetyn slinkyn tai jousen läpi. Jos puristat yhden osan slinkystä ja päästät irti, aalto liikkuu vasemmalta oikealle. Samalla häiriö (joka on jousen käämien liikkuminen) liikkuu myös vasemmalta oikealle. Toinen klassinen esimerkki pituussuuntaisesta aallosta on seuraava.ääni. Kun ääniaallot etenevät väliaineessa, molekyylit törmäävät toisiinsa samaan suuntaan kuin ääni liikkuu.

Yllä olevassa kuvassa ylin aalto on poikittainen.

ja pohja-aalto on pitkittäisaalto.

Mielenkiintoisia faktoja aalloista

• Aallot meressä syntyvät useimmiten meren pinnalla liikkuvan tuulen vaikutuksesta.
• "Väliaine" on aine tai materiaali, joka kuljettaa mekaanista aaltoa.
• Yksi tärkeimmistä asioista, jotka on syytä muistaa aalloista, on se, että ne kuljettavat energiaa, eivät ainetta, mikä erottaa ne muista fysiikan ilmiöistä.
• Monia aaltoja ei voi nähdä, kuten mikroaaltoja ja radioaaltoja.
• Korkein koskaan mitattu meriaalto oli 1 720 metriä korkea, ja se tapahtui Lituya Bayssä Alaskassa.

Tee kymmenen kysymyksen tietokilpailu tästä sivusta.

Johdatus aaltoihin

Aaltojen ominaisuudet

Aaltojen käyttäytyminen

Äänen perusteet

Sävelkorkeus ja akustiikka

Ääniaalto

Miten nuotit toimivat

Korva ja kuulo

Aaltotermien sanasto

Valo ja optiikka

Johdatus valoon

Valon spektri

Valo aaltona

Fotonit

Sähkömagneettiset aallot

Kaukoputket

Linssit

Silmä ja näkeminen

Tiede>> Fysiikka lapsille