Ορισμός των εγκάρσιων κυμάτων
Τα εγκάρσια κύματα είναι κύματα των οποίων η κατεύθυνση διάδοσης είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της ταλάντωσης του μέσου από το οποίο διέρχονται.
Παραδείγματα εγκάρσιων κυμάτων
Ένα παράδειγμα εγκάρσιου κύματος είναι ένα κύμα σε μια χορδή ή σύρμα. Εάν το κύμα στη χορδή ταξιδεύει από αριστερά προς τα δεξιά, η χορδή κινείται πάνω και κάτω, κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος.
Μέρη εγκάρσιων κυμάτων
Το κόκκινο βέλος στα δεξιά υποδεικνύει την κατεύθυνση της κίνησης του κύματος. Τα κόκκινα βέλη προς τα πάνω και προς τα κάτω υποδεικνύουν την κατεύθυνση κίνησης κάθε τμήματος του σχοινιού.
A (πλάτος) = μέγιστη εκτροπή χορδής
Λάμδα (μήκος κύματος) = απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών = απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλοτήτων = απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών σημείων του ίδιου μήκους κύματος. Το θέμα είναι ότι ένα κύματος έχει μία κορυφή και μία κοιλότητα.
α – β = λόφος με κύματα
β – γ = κοιλάδα κύματος
Η συχνότητα (f) ενός κύματος είναι ο αριθμός των μηκών κύματος που περνούν από το ίδιο σημείο σε ένα δευτερόλεπτο. Εάν, όταν ένα κύμα ταξιδεύει κατά μήκος μιας χορδής, υπάρχουν δύο μήκη κύματος (δύο κορυφές και δύο κοιλότητες) που περνούν από το ίδιο σημείο, για παράδειγμα το σημείο b, τότε η συχνότητα του κύματος είναι 2/δευτερόλεπτο ή 2 hertz.
Περίοδος (T) είναι το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να περάσει ένα μήκος κύματος από το ίδιο σημείο. Εάν, όταν ένα κύμα διαδίδεται κατά μήκος μιας χορδής, υπάρχει ένα μήκος κύματος (μία κορυφή και ένα κατώφλι) που διέρχεται από το ίδιο σημείο, για παράδειγμα το σημείο b, σε ένα δευτερόλεπτο, τότε η περίοδος κύματος είναι 1 δευτερόλεπτο.
Ταχύτητα κύματος (v) = συχνότητα x μήκος κύματος = μήκος κύματος / περίοδος
Παράδειγμα προβλημάτων
Ένα σχοινί έχει μήκος 4 μέτρα. Αν το ένα άκρο του σχοινιού μετακινηθεί πάνω-κάτω κατά 30 cm, θα δημιουργηθούν εγκάρσια κύματα που διαδίδονται κατά μήκος του σχοινιού με ταχύτητα 1 m/s. Αν υπάρχουν δύο λόφοι και δύο κοιλότητες κατά μήκος του σχοινιού, προσδιορίστε: (α) μήκος κύματος (β) συχνότητα (γ) περίοδο (δ) πλάτος
Συζήτηση
(α) Μήκος κύματος
Το μήκος του σχοινιού είναι 4 μέτρα και κατά μήκος του υπάρχουν δύο μήκη κύματος (δύο λόφοι και δύο κοιλάδες) επομένως ένα μήκος κύματος = 2 μέτρα.
(β) Συχνότητα (στ)
(γ) Περίοδος (Τ)
T = 1/f = 1/0,5 = 2 δευτερόλεπτα
(δ) Πλάτος (A)
Μέγιστο πλάτος ή απόκλιση = 30 cm = 0,3 μέτρα.
