Bylgja

Úr Wikipediu, frjálsa alfræðiritinu

Þessi pistill fjallar um bylgjur og bylgjuhreyfingar í víðum skilningi. Einnig er til mannsnafnið Bylgja.

Bylgja er órói sem berst um rúmið og flytur í mörgum tilfellum orku. Sumar bylgjur, svo sem hljóðbylgjur og sjávaröldur, verða til vegna þess að efni er aflagað og kraftar valda því að efnið leitar aftur í upprunalega stöðu. Aðrar bylgjur, svo sem rafsegulbylgjur geta ferðast í gegnum lofttæmi og byggja ekki á því að þær hafi áhrif á efnið í kringum sig.

Þótt bylgjur í efni, og orkan sem þær bera, geti ferðast hratt og langt, flyst efnið í flestum tilfellum lítið úr stað, heldur sveiflast um upphafsstöðu sína.

[breyta] Stærðfræðileg lýsing á bylgjum

Þegar bylgjum er lýst á stærðfræðilegan hátt þá er notast við breytur sem hafa vissa eiginleika, við skulum byrja á að skilgreina þær:

$v = \lambda \cdot f$

Þar sem " $λ$ " (borið fram "lambda") er lengd bylgjunnar í metrum, v er hraði bylgjunnar og f er tíðni bylgjunnar.

$ω = 2π f$

Þar sem $ω$ er hornhraði bylgjunnar, eða hversu marga hringi á sekúndu bylgan hreyfist á sekúndu, mælst í radíum á sekúndu.

$k = \frac{2\pi}{\lambda}$

Þar sem k er bylgjutala bylgjunnar, mælt í radíönum á metrum, sem svarar til fjölda hringja á hverjum meter.

$\omega = v \cdot k$

er svo samband sem fæst úr því sem nú þegar er komið fram.

$\frac{dx}{dt}= \frac{\omega}{k}$

sem segir svo til um samband á milli breytingar á staðsetningu yfir tíma sé jafnt og hornhraði yfir bylgjuölu, sem má leiða út á einfaldan hátt með því að setja inn gildi og stytta rétt út einingar.

Þegar verið er að lýsa bylgjum er best að notast við svokallað sínusfall þar sem það er einfaldasta hreyfing á bylgjum.

Þegar það er gert fæst jafnan:

$y (x, t) = A cos2π(k x - ω t)$

Sem gefur gildi á y, sem fall af tveimur breytistærðum, "x" sem er staðsetning sem er á x-ás í hnitakerfi og af "t" sem er tími t-ás, og eins og sést þá myndar þetta þrívítt graf, eða flöt í hnitakerfi.