Коли ви вирушаєте на пляж, чи помічаєте ви коли-небудь хвилі, що приходять і йдуть? Рух хвиль часто називають хвилями морської води. Але виявляється, ви знаєте, хвилі не тільки в морській воді. Ми можемо чути, бо наші вуха підхоплюють звукові хвилі. Але чи задумувались ви коли-небудь про різницю між вібраціями та хвилями?
Ці два дійсно схожі і їх іноді важко відрізнити. Але в цій статті ми обговоримо різницю між вібрацією та хвилею.
Вібрація
Вібрація - це рух вперед-назад навколо рівноваги. Згадана тут рівновага - це стан, коли об’єкт перебуває в стані спокою, якщо на об’єкт не діє сила.
Давайте подивимось на зображення нижче.
Припустимо, є маятник, що висить. Потім маятник складають до точки А, а потім відпускають, як показано. Видно, що маятник коливається вперед-назад повз точку рівноваги B, маятник регулярно рухається, поки не ослабне і зупиниться.
(Читайте також: Знання спектру електромагнітних хвиль)
Регулярний рух об’єкта вперед і назад за його точкою рівноваги називається вібрацією. Припустимо, що спочатку маятник знаходиться в рівноважному положенні в точці B. Потім маятник згинається до точки A, а потім звільняється.
Коли маятник рухається до точки A-B-C-B-A, рух маятника називається вібрацією. Коли маятник рухається до точки A-B-C, рух маятника називається напіввібрацією.
Хвиля
Тим часом хвилі - це коливання, що поширюються. На відміну від коливань, рух яких зосереджено в точці рівноваги, хвилі рухаються з однієї точки в іншу. Подивіться на зображення нижче.
На малюнку вище показано, як дитина прив’язує кінець мотузки до гілки дерева. Потім дитина регулярно вібрує другим кінцем мотузки вгору-вниз. Видно, що з часом вібрація поширюється уздовж мотузки, поки не досягне кінця мотузки, який зав'язаний і утворює хвилю. З цієї ілюстрації ми отримуємо визначення, що поширення вібрації називається хвилею.
Залежно від напрямку розповсюдження та напрямку вібрації хвилі групуються у два типи, а саме поперечні та поздовжні хвилі.
Поперечні хвилі - це хвилі, напрямок поширення яких перпендикулярний напрямку вібрації, як у прикладі вище. Видно, що хвилі, що утворюються на мотузці, є поперечними хвилями, у яких напрямок поширення перпендикулярний напрямку вібрації. Є кілька прикладів поперечних хвиль, а саме хвилі на мотузках та легкі хвилі.
Тим часом поздовжні хвилі - це хвилі, напрямок поширення яких паралельний напрямку вібрації. Припустимо, пружина з одним кінцем, горизонтально зв'язаним, знаходиться в рівновазі. Потім пружина витягується і відпускається, що спричиняє коливання та хвилі навесні. Видно, що хвиля, що утворюється на пружині, є поздовжньою хвилею, в якій напрямок поширення паралельний напрямку вібрації.
Деякі приклади поздовжніх хвиль - це хвилі у джерелах та звукові хвилі.
