Sound Waves

Uzunlamasına toʻlqinlar - bu muhitning tebranishi toʻlqin harakat yoʻnalishiga parallel („boʻylab“) va muhitning siljishi toʻlqin tarqalishining bir xil (yoki teskari) yoʻnalishi boʻlgan toʻlqinlar hisoblanadi. Mexanik uzunlamasına toʻlqinlar, shuningdek, siqish yoki siqish toʻlqinlari deb ataladi. Chunki ular muhit boʻylab harakatlanayotganda siqilish va kamayishni hosil qiladi va bosim toʻlqinlari, chunki ular bosimning oshishi va pasayishiga olib keladi. Choʻzilgan Slinky oʻyinchoq uzunligi boʻylab toʻlqin, bu yerda rulonlar orasidagi masofa ortib boradi va kamayadi. Haqiqiy dunyo misollariga tovush toʻlqinlari (bosimdagi tebranishlar, siljish zarralari va elastik muhitda tarqaladigan zarrachalar tezligi) va seysmik P toʻlqinlari (zilzilalar va portlashlar natijasida hosil boʻlgan) kiradi.

Toʻlqinning boshqa asosiy turi koʻndalang toʻlqin boʻlib, unda muhitning siljishi tarqalish yoʻnalishiga toʻgʻri burchak ostida boʻladi. Masalan, koʻndalang toʻlqinlar qattiq materiallardagi (lekin suyuqliklarda emas) baʼzi ommaviy tovush toʻlqinlarini tavsiflaydi. Bu materiallar ham qoʻllab-quvvatlaydigan (uzunlamasına) bosim toʻlqinlaridan farqlash uchun ularni „ kesish toʻlqinlari“ deb ham atashadi.

Nomenklatura

"Bo'ylama to'lqinlar" va „koʻndalang toʻlqinlar“ baʼzi mualliflar tomonidan oʻzlariga qulaylik uchun mos ravishda „L-toʻlqinlar“ va „T-toʻlqinlar“ deb qisqartirilgan^[1].Ushbu ikkita qisqartma seysmologiyada (L-toʻlqini Love toʻlqini^[2] yoki uzun toʻlqin^[3]) va elektrokardiografiyada (T toʻlqiniga qarang), baʼzi mualliflar „l-toʻlqinlar“ (kichik „L“) dan foydalanishni tanladilar. va „t-toʻlqinlar“ oʻrniga, lekin ular baʼzi mashhur ilmiy kitoblardan tashqari fizika yozuvlarida uchramaydi.^[4]

Ovoz toʻlqinlari

Qoʻshimcha maʼlumotlar: Acoustic theory

Uzunlamasına garmonik tovush toʻlqinlari boʻlsa, chastota va toʻlqin uzunligi formula bilan tavsiflanishi mumkin.

y(x,t)=y_{0}\cos \!{\bigg (}\omega \!\left(t-{\frac {x}{c}}\right)\!{\bigg )}

qayerda:

y - harakatlanuvchi tovush toʻlqinidagi nuqtaning siljishi;
2D panjarada ko'p yo'nalishli impuls to'lqinining tarqalishini ko'rsatish (empirik shakl)
x - nuqtadan toʻlqin manbaigacha boʻlgan masofa;
t - oʻtgan vaqt;
y ₀ - tebranishlar amplitudasi ,
c - toʻlqin tezligi; va
ō - toʻlqinning burchak chastotasi .

X / c miqdori toʻlqinning x masofani bosib oʻtish vaqtini hisoblash formulasidir.

Toʻlqinning oddiy chastotasi (f) bilan berilgan.

f={\frac {\omega }{2\pi }}.

Toʻlqin uzunligini toʻlqin tezligi va oddiy chastota oʻrtasidagi bogʻliqlik sifatida hisoblash formulasidan foydalaniladi. Bu formulani quyidagicha hisoblanadi.

\lambda ={\frac {c}{f}}.

Ovoz toʻlqinlari uchun toʻlqinning amplitudasi buzilmagan havo bosimi va toʻlqin keltirib chiqaradigan maksimal bosim oʻrtasidagi farqidan hisoblanadi.

Ovozning tarqalish tezligi u tarqaladigan muhitning turiga, haroratiga va tarkibiga bogʻliq.

Bosim toʻlqinlari

Yuqorida keltirilgan suyuqlikdagi tovush tenglamalari elastik qattiq jismdagi akustik toʻlqinlarga ham tegishli. Qattiq jismlar koʻndalang toʻlqinlarni (seysmologiyada S-toʻlqinlar deb nomlanadi) ham qoʻllab-quvvatlasa-da, qattiq jismdagi uzunlamasına tovush toʻlqinlari materialning zichligi va uning qattiqligiga bogʻliq boʻlgan tezlik va toʻlqin empedansi bilan mavjud boʻlib, ikkinchisi tasvirlangan (tovushda boʻlgani kabi). gaz) materialning massa moduli boʻyicha.^[5]

2022-yil may oyida NASA Perseus galaktikasi klasteri markazidagi qora tuynukning sonifikatsiyasi (bosim toʻlqinlari bilan bogʻliq astronomik maʼlumotlarni tovushga aylantirish) haqida xabar berdi.^[6]^[7]

Elektromagnit

Maksvell tenglamalari vakuumdagi elektromagnit toʻlqinlarni bashorat qilishga olib keladi, bu qatʼiy koʻndalang toʻlqinlar, chunki ular tebranish uchun zarralar kerak boʻladi, toʻlqindan iborat boʻlgan elektr va magnit maydonlari toʻlqin yoʻnalishiga perpendikulyardir. tarqalishi. Biroq, plazma toʻlqinlari uzunlamasınadir, chunki ular elektromagnit toʻlqinlar emas, balki zaryadlangan zarrachalarning zichlik toʻlqinlari, lekin ular elektromagnit maydon bilan birlashishi mumkin.^[8]^[9]^[10]

Heaviside Maksvell tenglamalarini umumlashtirishga urinishlaridan soʻng, Heaviside elektromagnit toʻlqinlarni " boʻsh boʻshliq " yoki bir hil muhitda boʻylama toʻlqinlar sifatida topib boʻlmaydi degan xulosaga keldi.^[11] Maksvell tenglamalari, biz hozir tushunganimizdek, bu xulosani saqlab qoladi: erkin fazoda yoki boshqa bir xil izotropik dielektriklarda elektromagnit toʻlqinlar qatʼiy koʻndalang. Shu bilan birga, elektromagnit toʻlqinlar elektr va / yoki magnit maydonlarda uzunlamasına komponentni koʻrsatishi mumkin, ular ikki sinuvchan materiallarni yoki bir xil boʻlmagan materiallarni, ayniqsa Zenneck toʻlqinlari kabi interfeyslarda (masalan, sirt toʻlqinlari) oʻtkazishi mumkin.^[12]

Zamonaviy fizikaning rivojlanishida Aleksandru Proka (1897—1955) massiv vektor spin-1 mezonlariga tegishli boʻlgan oʻz nomi bilan atalgan (Proka tenglamalari) relativistik kvant maydon tenglamalarini ishlab chiqish bilan mashhur edi. Soʻnggi oʻn yilliklarda Shvetsiya Qirollik jamiyatidan Jan-Pyer Vijye va Bo Lenert kabi boshqa nazariyotchilar Maksvell tenglamalarining uzunlamasına elektromagnit komponenti sifatida foton massasini^[13] koʻrsatishga urinishda Proka tenglamasidan foydalanganlar, bu esa boʻylama elektromagnit toʻlqinlar Dirac qutblangan vakuumda mavjud boʻlishi mumkin. Biroq, fotonning dam olish massasi deyarli barcha fiziklar tomonidan qattiq shubhalanadi va fizikaning standart modeliga mos kelmaydi.

Yana qarang

Transvers toʻlqin
Ovoz
Akustik toʻlqin
P toʻlqini
Plazma toʻlqinlari

Manbalar

↑ Erhard Winkler (1997), Stone in Architecture: Properties, Durability, p.55 and p.57, Springer Science & Business Media
↑ Michael Allaby (2008), A Dictionary of Earth Sciences (3rd ed.), Oxford University Press
↑ Dean A. Stahl, Karen Landen (2001), Abbreviations Dictionary, Tenth Edition, p.618, CRC Press
↑ Francine Milford (2016), The Tuning Fork, pp.43–44
↑ Weisstein, Eric W., „P-Wave“. Eric Weissteinʼs World of Science.
↑ Watzke, Megan; Porter, Molly; Mohon, Lee. „New NASA Black Hole Sonifications with a Remix“. NASA (4-may 2022-yil). Qaraldi: 11-may 2022-yil.
↑ Overbye, Dennis. „Hear the Weird Sounds of a Black Hole Singing - As part of an effort to "sonify" the cosmos, researchers have converted the pressure waves from a black hole into an audible … something.“. The New York Times (7-may 2022-yil). Qaraldi: 11-may 2022-yil.
↑ Manba xatosi: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named griffiths
↑ John D. Jackson, Classical Electrodynamics, ISBN 0-471-30932-X.
↑ Gerald E. Marsh (1996), Force-free Magnetic Fields, World Scientific, ISBN 981-02-2497-4
↑ Heaviside, Oliver, „Electromagnetic theory“. Appendices: D. On compressional electric or magnetic waves. Chelsea Pub Co; 3rd edition (1971) 082840237X
↑ Corum, K. L., and J. F. Corum, „The Zenneck surface wave“, Nikola Tesla, Lightning Observations, and stationary waves, Appendix II. 1994.
↑ Lakes, Roderic (1998). „Experimental Limits on the Photon Mass and Cosmic Magnetic Vector Potential“. Physical Review Letters. 80-jild, № 9. 1826–1829-bet. Bibcode:1998PhRvL..80.1826L. doi:10.1103/PhysRevLett.80.1826.

Qoʻshimcha oʻqish

Varadan, VK va Vasundara V. Varadan, " Elastik toʻlqinlarning tarqalishi va tarqalishi ". Granüler muhitda ultratovushli siqilish toʻlqinlarining tarqalishi tufayli zaiflashuv - AJ Devaney, H. Levine va T. Plona. Enn Arbor, Mich., Ann Arbor Science, 1982 yil.
Schaaf, Jon van der, Yaap C. Schouten va Cor M. van den Bleek, " Gaz-qattiq suyuqlikli yotoqlarda bosim toʻlqinlarini eksperimental kuzatish ". Amerika kimyo muhandislari instituti. Nyu-York, Nyu-York, 1997 yil.
Rassell, Dan, " Bo'ylama va ko'ndalang to'lqinlar harakati ". Akustika animatsiyalari, Pensilvaniya shtat universiteti, akustika boʻyicha magistratura dasturi.
" Fizika sinfi " animatsiyasi bilan uzunlamasına toʻlqinlar

Andoza:Strings (music)

[1] Erhard Winkler (1997), Stone in Architecture: Properties, Durability, p.55 and p.57, Springer Science & Business Media

[2] Michael Allaby (2008), A Dictionary of Earth Sciences (3rd ed.), Oxford University Press

[3] Dean A. Stahl, Karen Landen (2001), Abbreviations Dictionary, Tenth Edition, p.618, CRC Press

[4] Francine Milford (2016), The Tuning Fork, pp.43–44

[5] Weisstein, Eric W., „P-Wave“. Eric Weissteinʼs World of Science.

[NASA-20220504-6] Watzke, Megan; Porter, Molly; Mohon, Lee. „New NASA Black Hole Sonifications with a Remix“. NASA (4-may 2022-yil). Qaraldi: 11-may 2022-yil.

[NYT-20220507-7] Overbye, Dennis. „Hear the Weird Sounds of a Black Hole Singing - As part of an effort to "sonify" the cosmos, researchers have converted the pressure waves from a black hole into an audible … something.“. The New York Times (7-may 2022-yil). Qaraldi: 11-may 2022-yil.

[griffiths-8] Manba xatosi: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named griffiths

[9] John D. Jackson, Classical Electrodynamics, ISBN 0-471-30932-X.

[10] Gerald E. Marsh (1996), Force-free Magnetic Fields, World Scientific, ISBN 981-02-2497-4

[11] Heaviside, Oliver, „Electromagnetic theory“. Appendices: D. On compressional electric or magnetic waves. Chelsea Pub Co; 3rd edition (1971) 082840237X

[12] Corum, K. L., and J. F. Corum, „The Zenneck surface wave“, Nikola Tesla, Lightning Observations, and stationary waves, Appendix II. 1994.

[13] Lakes, Roderic (1998). „Experimental Limits on the Photon Mass and Cosmic Magnetic Vector Potential“. Physical Review Letters. 80-jild, № 9. 1826–1829-bet. Bibcode:1998PhRvL..80.1826L. doi:10.1103/PhysRevLett.80.1826.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]