PAAYON ALON: MGA KATANGIAN, PAGKAKAIBA, HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang mga pahaba na alon ay nahayag sa materyal na nangangahulugang ang mga particle ay umikot sa kahanay sa direksyon na naglalakbay ang alon. tulad ng makikita sa mga sumusunod na imahe. Ito ang natatanging tampok nito.

Ang mga tunog ng alon, ang ilang mga alon na lumilitaw sa panahon ng isang lindol at ang mga gawa sa isang malabo o tagsibol kapag binigyan ito ng isang maliit na salpok sa parehong direksyon ng axis nito, ay mga mabuting halimbawa ng klase ng mga alon na ito.

Larawan 1. Ang tunog ay isang paayon na alon na gumagawa ng sunud-sunod na mga compression at pagpapalawak sa hangin. Pinagmulan: Wikimedia Commons. Pluke

Ang tunog ay ginawa kapag ang isang bagay (tulad ng tuning fork ng figure, isang musikal na instrumento, o simpleng mga boses na tinig) ay naka-vibrate sa isang daluyan na may kakayahang magpadala ng kaguluhan sa pamamagitan ng panginginig ng boses nito. Ang hangin ay isang angkop na daluyan, ngunit din ang mga likido at solido.

Ang kaguluhan ay paulit-ulit na binabago ang presyon at kapal ng daluyan. Sa ganitong paraan, ang alon ay gumagawa ng mga compression at pagpapalawak (rarefaction) sa mga molekula ng daluyan, habang ang enerhiya ay gumagalaw sa isang tiyak na bilis v .

Ang mga pagbabagong ito sa presyon ay napapansin ng tainga sa pamamagitan ng mga panginginig ng boses sa eardrum, na ang network ng nerve ay responsable para sa pagbabago sa maliit na mga de-koryenteng alon. Pagdating sa utak, binibigyang kahulugan nito ang mga ito bilang tunog.

Sa isang paayon na alon ang pattern na paulit-ulit na inuulit ay tinatawag na isang ikot, at ang tagal nito ay ang panahon ng alon. Mayroon ding malawak, na kung saan ay ang pinakamataas na intensity at kung saan sinusukat ayon sa magnitude na kinuha bilang isang sanggunian, sa kaso ng tunog maaari itong maging ang pagkakaiba-iba ng presyon sa daluyan.

Ang isa pang mahalagang parameter ay ang haba ng haba: ang distansya sa pagitan ng dalawang sunud-sunod na mga compression o pagpapalawak, tingnan ang figure 1. Sa International System ang haba ng haba ay sinusukat sa metro. Sa wakas ay ang bilis nito (sa metro / segundo para sa International System), na nagpapahiwatig kung gaano kabilis ang enerhiya na kumakalat.

Paano lumilitaw ang mga paayon na alon sa mga alon ng karagatan?

Sa isang nabubuong katawan, ang mga alon ay ginawa ng maraming mga kadahilanan (mga pagbabago sa presyon, hangin, mga pakikipag-ugnay ng gravitational sa iba pang mga bituin). Sa ganitong paraan, ang mga alon ng dagat ay maaaring maiuri sa:

- Mga alon ng hangin

- Mga Tides

- Tsunamis

Ang paglalarawan ng mga alon na ito ay medyo kumplikado. Sa pangkalahatang mga linya, sa malalim na tubig ang mga alon ay gumagalaw nang paayon, na gumagawa ng pana-panahong mga compression at pagpapalawak ng daluyan, tulad ng inilarawan sa simula.

Gayunpaman, sa ibabaw ng mga bagay sa dagat ay may kaunting naiiba, dahil may mga nangingibabaw na tinatawag na mga ibabaw ng alon, na pinagsasama ang mga katangian ng mga pahaba na alon at mga nakahalang alon. Samakatuwid, ang mga alon na lumipat sa kailaliman ng kapaligiran sa aquatic ay naiiba nang malaki sa mga lumipat sa ibabaw.

Ang isang log na lumulutang sa ibabaw ng dagat ay may isang uri ng pag-urong o malumanay na pag-ikot ng kilusan. Sa katunayan, kapag ang mga alon ay kumalas sa baybayin, ito ay ang mga paayon na bahagi ng alon na namamayani, at habang ang log ay tumugon sa paggalaw ng mga molekula ng tubig na pumapaligid dito, sinusunod din ang pagpunta at pagpunta sa ibabaw.

Larawan 2. Ang mga alon ng dagat sa ibabaw ay mga alon na bahagyang may mga paayon na alon na katangian at bahagyang lumilipas. Pinagmulan: Pinagmulan: Vargklo sa en.wikipedia

Relasyon sa pagitan ng lalim at haba ng haba

Ang mga kadahilanan na tumutukoy sa uri ng alon na ginawa ay: ang lalim ng tubig at ang haba ng daluyong ng alon ng dagat. Kung ang lalim ng tubig sa isang naibigay na punto ay tinatawag na d, at ang haba ng daluyong ay λ, ang mga alon ay mula sa pagiging paayon hanggang sa mababaw kapag:

Sa ibabaw, ang mga molekula ng tubig ay nakakakuha ng mga paggalaw ng pag-ikot na nawala sila habang tumataas ang lalim. Ang pagkikiskisan ng masa ng tubig na may ilalim ay nagiging sanhi ng mga orbit na ito na maging napakagaling, tulad ng ipinapakita sa figure 2.

Sa mga beach, ang mga tubig na malapit sa baybayin ay hindi mapakali dahil ang mga alon ay pumutok doon, ang mga partikulo ng tubig ay pinabagal sa ilalim at ito ay nagiging sanhi ng mas maraming tubig na makaipon sa mga tagaytay. Sa mas malalim na tubig, sa kabilang banda, makikita kung paano lumambot ang mga alon.

Kapag d >> λ / 2 mayroon kaming mga malalim na tubig na alon o maiikling alon, pabilog o elliptical na mga orbit na bumababa sa laki at pahaba na alon na namamayani. At kung d << λ / 2 ang mga alon ay mula sa ibabaw ng tubig o mahabang alon.

Mga pagkakaiba na may mga paggupit na alon

Ang parehong mga paayon at nakahalang alon ay nahuhulog sa kategorya ng mga mekanikal na alon, na nangangailangan ng isang materyal na daluyan para sa kanilang pagpapalaganap.

Ang pangunahing pagkakaiba na ginawa sa pagitan ng dalawa ay nabanggit sa simula: sa mga nakahalang alon na mga partikulo ng daluyan ng paglipat patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon, habang sa mga paayon na alon ay nag-oscillate sila sa parehong direksyon na sinundan ng kaguluhan. Ngunit may mga higit na natatanging tampok:

Higit pang mga pagkakaiba-iba sa pagitan ng mga nakahalang at pahaba na alon

- Sa isang nakahalang alon, ang mga crests at lambak ay nakikilala, na sa mga paayon ay katumbas ng mga compression at pagpapalawak.

- Ang isa pang pagkakaiba ay ang mga paayon na alon ay hindi polarado dahil ang direksyon ng bilis ng alon ay pareho sa paggalaw ng mga oscillating particle.

- Ang mga nakahalang alon ay maaaring magpalaganap sa anumang daluyan at maging sa isang vacuum, tulad ng mga electromagnetic waves. Sa kabilang banda, sa loob ng mga likido, kulang sa katigasan, ang mga partikulo ay walang iba pang pagpipilian ngunit upang lumipas ang bawat isa at ilipat bilang kaguluhan, iyon ay, pahaba.

Bilang isang kinahinatnan, ang mga alon na nagmula sa gitna ng karagatan at atmospheric masa ay pahaba, dahil ang mga transverse waves ay nangangailangan ng media na may sapat na rigidity upang pahintulutan ang katangian na patayo na paggalaw.

- Ang mga pahaba na alon ay nagdudulot ng mga pagkakaiba-iba ng presyon at density sa daluyan kung saan sila nagpapalaganap. Sa kabilang banda, ang mga transverse waves ay hindi nakakaapekto sa medium sa ganitong paraan.

Mga Pagkakatulad sa pagitan ng mga Longitudinal at Transverse Waves

Ang mga ito ay magkapareho ng mga bahagi sa karaniwan: panahon, amplitude, dalas, cycle, phase, at bilis. Ang lahat ng mga alon ay sumasailalim sa pagmuni-muni, pag-urong, pagkakaiba, panghihimasok, at ang Doppler na epekto at nagdadala ng enerhiya sa pamamagitan ng daluyan.

Kahit na ang mga taluktok at lambak ay natatangi ng isang nakahalang alon, ang mga compression sa paayon na alon ay magkatulad sa mga taluktok at pagpapalawak sa mga lambak, sa paraang ang parehong mga alon ay umamin sa parehong matematikong paglalarawan ng sine wave o sine wave.

Mga halimbawa ng mga pahaba na alon

Ang mga tunog ng alon ay ang pinaka-karaniwang mga pahaba na alon at kabilang sa mga pinaka-pinag-aralan, dahil sila ang pundasyon ng komunikasyon at pagpapahayag ng musikal, mga dahilan para sa kanilang kahalagahan sa buhay ng mga tao. Bilang karagdagan, ang mga tunog ng alon ay may mahalagang mga aplikasyon sa gamot, kapwa sa diagnosis at paggamot.

Ang diskarteng ultratunog ay mahusay na kilala para sa pagkuha ng mga medikal na imahe, pati na rin para sa paggamot ng mga bato sa bato, bukod sa iba pang mga aplikasyon. Ang ultratunog ay nabuo ng isang piezoelectric crystal na may kakayahang lumikha ng isang paayon na alon ng presyon kapag ang isang electric field ay inilalapat (gumagawa din ito ng isang kasalukuyang kapag inilalapat ang presyon).

Upang makita talaga kung ano ang hitsura ng isang paayon na alon, walang mas mahusay kaysa sa coil spring o slinkys. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang maliit na salpok sa tagsibol, agad na obserbahan kung paano ang mga compress at expansions ay pinalitan nang halili sa bawat liko.

- Seismic waves

Ang mga paayon na alon ay bahagi din ng mga paggalaw ng seismic. Ang mga lindol ay binubuo ng iba't ibang uri ng mga alon, kabilang ang mga P o pangunahing alon at S o mga pangalawang alon. Ang dating ay pahaba, habang sa huli ang medium na mga partido ay nag-vibrate sa isang direksyon na lumilipat sa pag-iwas sa alon.

Sa mga lindol, ang parehong mga paayon na alon (pangunahing P alon) at mga nakahalang alon (pangalawang S alon) at iba pang mga uri, tulad ng mga alon ng Rayleigh at mga alon ng Pag-ibig, ay ginawa sa ibabaw.

Sa katunayan, ang mga paayon na alon ay ang tanging kilala na naglalakbay sa gitna ng Daigdig. Dahil lumipat lamang sila sa likido o gas na media, iniisip ng mga siyentipiko na ang pangunahing Earth ay binubuo pangunahin ng tinunaw na bakal.

- Ehersisyo ng Application

Ang mga alon ng P at ang mga alon ng S na ginawa sa panahon ng isang lindol ay naglalakbay sa iba't ibang bilis sa Earth, kaya ang kanilang mga oras ng pagdating sa mga istasyon ng seismographic ay naiiba (tingnan ang figure 3). Salamat sa ito, posible na matukoy ang distansya sa sentro ng lindol, sa pamamagitan ng tatsulok, gamit ang data mula sa tatlo o higit pang mga istasyon.

Larawan 3. Ang mga seismic waves P at S ay dumating sa mga seismograp na may iba't ibang oras, dahil ang kanilang bilis ay naiiba. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ipagpalagay na ang v _P = 8 km / s ay ang bilis ng mga alon ng P, habang ang bilis ng mga alon ng S ay v _S = 5 km / s. Dumating ang mga alon ng P 2 minuto bago ang unang mga alon ng S. Paano makalkula ang distansya mula sa sentro ng sentro?

Sagot

Hayaan ang D ang distansya sa pagitan ng sentro ng sentro ng sentro ng seismological station. Sa pamamagitan ng data na ibinigay, ang oras ng paglalakbay t _P at t _S ng bawat alon ay matatagpuan:

v _P = D / t _P

v _S = D / t _S

Ang pagkakaiba ay Δt = t _S - t _P :

Δt = D / v _S - D / v _P = D (1 / v _S - 1 / v _P )

Paglutas para sa halaga ng D:

D = Δt / (1 / v _S - 1 / v _P ) = (Δt. V _P. V _C ) / (v _P - v _C )

Alam na 2 minuto = 120 segundo at kapalit ang natitirang mga halaga:

D = 120 s. (8 km / s. 5 km / s) / (8 - 5 km / s) = 1600 km.

Mga Sanggunian

1. Pagkakaiba sa pagitan ng Transvers at Longitudinal Waves. Nabawi mula sa: physicsabout.com.
2. Figueroa, D. 2005. Mga Waves at Dulang Pangkulay. Serye ng Physics para sa Science at Engineering. Dami 7. Nai-edit ni Douglas Figueroa. Simon Bolivar University. 1-58.
3. Pagbubuhos at Ultrasound. Nabawi mula sa: lpi.tel.uva.es
4. Rex, A. 2011. Mga Batayan ng Pisika. Pearson. 263-286.
5. Russell, D. Paayon at Transverse Wave Motion. Nakuha mula sa: acs.psu.edu.
6. Mga Lambak ng Tubig. Nakuha mula sa: labman.phys.utk.edu.