Typer av vågor

Typer av vågor

Vågor spelar en viktig roll i våra liv.

Fysik

Nyckelord

våg, vågtyper, ljudvåg, gravitationsvåg, elektromagnetiskt våg, mekanisk våg, longitudinell, transversell, frekvens, amplitud, ljud, våglängd, spridningshastighet, vibrationer, svängningsperioden, polarisationsfilter, radiovågor, mikrovåg, ljus, synligt ljus, UV-strålning, infrarödstrålning, polariserad våg, infraljud, ultraljud, antenn, gravitationen, mekanik

Relaterade objekt

Scener

Longitudinella vågor

  • Longitudinell våg - Partikelrörelsen är parallell med riktningen vågorna fortplantas i. Mekaniska vågor som färdas genom gaser är alltid longitudinella.
  • högtalare - Högtalaren avger longitudinella ljudvågor. Ljud, som alla andra vågor, kännetecknas av våglängd, frekvens, våghastighet och amplitud.
  • riktningen för partikelrörelsen
  • förskjutning av partiklar

De enklaste mekaniska vågorna är ljudvågor som färdas genom olika gaser. Ljudkällan gör så att gasmolekylerna vibrerar, varpå de vibrerande molekylerna sätter sina grannmolekyler i rörelse. Denna process upprepas och det är så här vibrationen fortplantas.

Mekaniska vågor som färdas genom gaser är alltid longitudinella, det vill säga riktningen för partikelrörelsen är parallell med riktningen vågorna fortplantas i. Detta beror på att gaspartiklar inte dras till varandra varför skjuvningskrafter inte verkar på dem. En ensam partikel kan endast få de partiklar som är framför den att vibrera. Longitudinella vågor kan inte polariseras.

Transversella vågor

  • Transversell våg - Partikelrörelsen är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i.
  • riktningen för partikelrörelsen
  • förskjutning av partiklar

Mekaniska vågor som färdas genom fasta kroppar eller vätskor kan antingen vara transversella eller longitudinella.

Transversella vågor är vågor där partikelförflyttningen är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i. När vi knäpper på en gitarrsträng färdas vågorna längs med strängen men vibrationen är lodräta med vågens rörelse.

Om vibrationen sker genom samma plan kallas det att vågorna är linjärt polariserade.

Komplexa vågor - Vattenvågor

  • Vattenvåg - Dessa vågor är longitudinella och transversella på samma gång. Vattenpartiklarna rör sig i cirklar.

De flesta av vågorna som observerats i naturen är inte helt och hållet transversella eller longitudinella, precis som transversella vågor inte alltid är polariserade på ett enda plan.

Rörelser från ett speciellt mediums partiklar sker vanligtvis samtidigt. Komplexa vågrörelser kan beskrivas som sammansättningen av en longitudinell och en eller fler transversella vågor. I vågorna på vatten till exempel rör sig partiklar inte bara upp och ner utan även bakåt och framåt, vilket gör att vattenvågor även kan beskrivas som en sammansättning av longitudinella och transversella vågor.

Skälet till detta är att vatten inte är ett komprimerande medium och att de nedåtgående partiklarna inte pressar ihop partiklarna under dem utan knuffar ut dem mot sidorna. Vågor som färdas genom ett fast medium (t. ex. seismiska vågor) är än mer komplexa.

Polarisering

  • cirkulärt polariserad transversell våg - En sammansättning av två transversella vågor som är vinkelräta mot varandra.
  • linjärt polariserad transversell våg - En våg där partiklarna färdas i ett enda plan. Deras rörelse är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i.
  • polarisator - Vågor blir linjärt polariserade när de passerar genom detta filter.
  • vinkelrät polarisator

En elliptiskt polariserad våg är en sammansättning av två transversella vågor men i speciella fall kan en sådan våg vara cirkulärt polariserad.

En cirkulärt polariserad våg kan lätt skapas genom att knyta en ände av ett elastiskt snöre på ett fläktblad och hålla snöret sträckt genom att dra i andra ändan.

För att omvandla en cirkulärt polariserad våg till en linjärt polariserad våg måste en polarisator användas. När det gäller mekaniska vågor är denna polarisator en öppning. När vågen väl passerar genom öppningen blir den linjärt polariserad. Om ytterligare en polarisator placeras vinkelrätt med den första i samma riktning som vågen kommer vågen inte passera igenom den.

Elektromagnetiska vågor

  • Elektromagnetisk dipolstrålning - Det växlande elektriska fältet runt antennen producerar ett växlande magnetiskt fält som i sin tur bildar ett växlande elektriskt fält och denna process upprepas i oändlighet.
  • antenn - Laddningsfördelningen i den ändras periodiskt, därför ändras också det elektriska fältet som bildas kring det, periodiskt.

Elektromagnetiska vågor är inte vibrationer från ett materiellt medium. Faktum är att de inte behöver ett medium för att spridas och de sprids snabbast genom vakuum.

De bildas när det växlande elektriska fältet producerar ett växlande magnetiskt fält som i sin tur bildar ytterligare ett växlande elektriskt fält och denna process upprepas.

Vad gäller elektromagnetiska vågor finns inga vibrerande partiklar vilket gör att det i detta fall inte är lätt att uttyda polarisation. Om vi däremot identifierar vibrationens riktning med det växlande elektriska fältets vektorstyrka, kan elektromagnetiska vågor även ses som transversella vågor då deras polarisation kan vara linjär eller mer komplex.

Naturligt ljus är en våg som inte är polariserad på ett enkelt plan då det inte kommer från en enda källa. Åtskilliga molekyler eller atomer bildar det naturliga ljuset oberoende av varandra och polariserar det på olika plan. Naturligt ljus kan polariseras med hjälp av optiska polariseringsfilter.

Gravitationsvågor

  • Gravitationsvågor - De kan bildas exempelvis av två stjärnor som kretsar kring varandra.

Gravitationsvågor bildas av accelererande massor. I grund och botten anses de vara krusningar i rumtiden. De är resultatet av utvidgningen och sammandragningen av rumtiden vid en speciell tidpunkt. Detta kan endast upptäckas med hjälp av väldigt känsliga instrument, och endast väldigt stora accelererande massor så som beståndsdelarna av ett binärt stjärnsystem som kretsar runt varandra, kan skapa markanta gravitationsvågor som kan upptäckas.

Typer av vågor

  • Källa
  • Mekaniska vågor
  • Elektromagnetiska vågor
  • Gravitations- vågor
  • riktningen för vibrationen
  • Longitudinell
  • Transversell
  • Komplex
  • Frekvens, våglängd
  • Infraljud - Det genereras av jordbävningar men avges även av valar och elefanter. Frekvensomfång: 0–20 Hz.
  • Hörbart ljud - Frekvensen av ljudvågor som kan uppfattas av det mänskliga örat varierar mellan 20 och 20 000 Hz.
  • Ultraljud - Det används av fladdermöss och delfiner. Det används också inom medicin för bilddiagnostik. Det har en frekvens högre än 20 000 Hz.
  • Radiovågor - [b]Långvåg[/b] - våglängd: 1000–2000 m, frekvens (Hz): 1,5×10⁵–3×10⁵ [b]Mellanvåg[/b] - våglängd: 150–600 m, frekvens (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Kortvåg[/b] - våglängd: 15–50 m, frekvens (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Ultrakortvåg[/b] - våglängd: 1–15 m, frekvens (Hz): 2×10⁷–3×10⁸ Radiosändare och radar använder dessa.
  • Mikrovågor - våglängd: 1 m–0,03 mm, frekvens (Hz): 3×10⁸–10¹³ De används av mobiltelefoner, trådlösa routrar och mikrovågsugnar.
  • Infraröd strålning - våglängd: 0,3–760 nm, frekvens (Hz): 10¹²–3,9×10¹⁴ Solen, människokroppen och värmeelement utstrålar också värme i form av infraröd strålning.
  • Synligt ljus - våglängd: 760–380 nm, frekvens (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴ Ljus är också en typ av elektromagnetisk våg.
  • UV-strålning - våglängd: 380–10 nm, frekvens (Hz): 7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ Om man utsätts för mycket UV-strålning från solen blir man solbränd.
  • Röntgenstrålning - våglängd: 1 nm–1 pm, frekvens (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ Om man utsätts för mycket röntgenstrålning vid medicinsk bildbehandling kan cellerna skadas.
  • Gammastrålning - våglängd: 0,3 nm–30 fm, frekvens (Hz): 10¹⁸–10²² Gammastrålar, oavsett om de är kosmiska eller bildade i samband med kärnreaktioner, är elektromagnetiska vågor med den mest destruktiva kraften.
  • Andra mekaniska vågor

Vågor spelar en oerhört viktig roll i våra liv. Vi använder våra sinnen för att upptäcka vår omgivning. Ljud och ljus, men även t.ex. jordbävningar är vågor. Radiosändningar, radar och laser är också baserade på vågor.

Vågor kan kategoriseras efter olika egenskaper. De vanligaste kategorierna är baserade på det medium genom vilket vågorna färdas. De kan även grupperas efter polarisation och frekvens.

Beroende på medium kan vågor vara:

1) Mekaniska vågor (t. ex. ljud, ultraljud, seismiska vågor, vattenvågor)

2) Elektromagnetiska vågor (ljus, radiovågor, infraröd strålning, UV-strålning, röntgenstrålning, gammastrålar, microvågor)

3) Gravitationsvågor

4) Funktionerna som beskriver (olika) systems kvanttillstånd kan även betraktas som vågor och därför kallas de även vågfunktioner.

Animation

  • Longitudinell våg - Partikelrörelsen är parallell med riktningen vågorna fortplantas i. Mekaniska vågor som färdas genom gaser är alltid longitudinella.
  • högtalare - Högtalaren avger longitudinella ljudvågor. Ljud, som alla andra vågor, kännetecknas av våglängd, frekvens, våghastighet och amplitud.
  • riktningen för partikelrörelsen
  • förskjutning av partiklar
  • Transversell våg - Partikelrörelsen är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i.
  • riktningen för partikelrörelsen
  • förskjutning av partiklar
  • Vattenvåg - Dessa vågor är longitudinella och transversella på samma gång. Vattenpartiklarna rör sig i cirklar.
  • cirkulärt polariserad transversell våg - En sammansättning av två transversella vågor som är vinkelräta mot varandra.
  • linjärt polariserad transversell våg - En våg där partiklarna färdas i ett enda plan. Deras rörelse är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i.
  • polarisator - Vågor blir linjärt polariserade när de passerar genom detta filter.
  • vinkelrät polarisator
  • Elektromagnetisk dipolstrålning - Det växlande elektriska fältet runt antennen producerar ett växlande magnetiskt fält som i sin tur bildar ett växlande elektriskt fält och denna process upprepas i oändlighet.
  • antenn - Laddningsfördelningen i den ändras periodiskt, därför ändras också det elektriska fältet som bildas kring det, periodiskt.
  • Gravitationsvågor - De kan bildas exempelvis av två stjärnor som kretsar kring varandra.
  • Källa
  • Mekaniska vågor
  • Elektromagnetiska vågor
  • Gravitations- vågor
  • riktningen för vibrationen
  • Longitudinell
  • Transversell
  • Komplex
  • Frekvens, våglängd
  • Infraljud - Det genereras av jordbävningar men avges även av valar och elefanter. Frekvensomfång: 0–20 Hz.
  • Hörbart ljud - Frekvensen av ljudvågor som kan uppfattas av det mänskliga örat varierar mellan 20 och 20 000 Hz.
  • Ultraljud - Det används av fladdermöss och delfiner. Det används också inom medicin för bilddiagnostik. Det har en frekvens högre än 20 000 Hz.
  • Radiovågor - [b]Långvåg[/b] - våglängd: 1000–2000 m, frekvens (Hz): 1,5×10⁵–3×10⁵ [b]Mellanvåg[/b] - våglängd: 150–600 m, frekvens (Hz): 5×10⁵–2×10⁶ [b]Kortvåg[/b] - våglängd: 15–50 m, frekvens (Hz): 6×10⁶–2×10⁷ [b]Ultrakortvåg[/b] - våglängd: 1–15 m, frekvens (Hz): 2×10⁷–3×10⁸ Radiosändare och radar använder dessa.
  • Mikrovågor - våglängd: 1 m–0,03 mm, frekvens (Hz): 3×10⁸–10¹³ De används av mobiltelefoner, trådlösa routrar och mikrovågsugnar.
  • Infraröd strålning - våglängd: 0,3–760 nm, frekvens (Hz): 10¹²–3,9×10¹⁴ Solen, människokroppen och värmeelement utstrålar också värme i form av infraröd strålning.
  • Synligt ljus - våglängd: 760–380 nm, frekvens (Hz): 3,9×10¹⁴–7,8×10¹⁴ Ljus är också en typ av elektromagnetisk våg.
  • UV-strålning - våglängd: 380–10 nm, frekvens (Hz): 7,8×10¹⁴–3×10¹⁶ Om man utsätts för mycket UV-strålning från solen blir man solbränd.
  • Röntgenstrålning - våglängd: 1 nm–1 pm, frekvens (Hz): 3×10¹⁶–3×10²⁰ Om man utsätts för mycket röntgenstrålning vid medicinsk bildbehandling kan cellerna skadas.
  • Gammastrålning - våglängd: 0,3 nm–30 fm, frekvens (Hz): 10¹⁸–10²² Gammastrålar, oavsett om de är kosmiska eller bildade i samband med kärnreaktioner, är elektromagnetiska vågor med den mest destruktiva kraften.
  • Andra mekaniska vågor

Berättarröst

Vågor spelar en oerhört viktig roll i våra liv. Vi använder våra sinnen för att upptäcka vår omgivning. Ljud och ljus, men även t.ex. jordbävningar är vågor. Radiosändningar, radar och laser är också baserade på vågor.

Vågor kan kategoriseras efter olika egenskaper. De vanligaste kategorierna är baserade på det medium genom vilket vågorna färdas. De kan även grupperas efter polarisation och frekvens.

Beroende på medium kan vågor vara mekaniska, elektromagnetiska och gravitationsvågor. Funktionerna som beskriver (olika) systems kvanttillstånd kan även betraktas som vågor och därför kallas de även vågfunktioner.

De enklaste mekaniska vågorna är ljudvågor som färdas genom olika gaser. Ljudkällan gör så att gasmolekylerna vibrerar, varpå de vibrerande molekylerna sätter sina grannmolekyler i rörelse. Denna process upprepas och det är så här vibrationen fortplantas.

Mekaniska vågor som färdas genom gaser är alltid longitudinella, det vill säga riktningen för partikelrörelsen är parallell med riktningen vågorna fortplantas i. Detta beror på att gaspartiklar inte dras till varandra varför skjuvningskrafter inte verkar på dem. En ensam partikel kan endast få de partiklar som är framför den att vibrera. Longitudinella vågor kan inte polariseras.

Mekaniska vågor som färdas genom fasta kroppar eller vätskor kan antingen vara transversella eller longitudinella.

Transversella vågor är vågor där partikelförflyttningen är vinkelrät mot riktningen vågorna fortplantas i. När vi knäpper på en gitarrsträng färdas vågorna längs med strängen men vibrationen är lodräta med vågens rörelse.

Om vibrationen sker genom samma plan kallas det att vågorna är linjärt polariserade.

De flesta av vågorna som observerats i naturen är inte helt och hållet transversella eller longitudinella, precis som transversella vågor inte alltid är polariserade på ett enda plan.

Rörelser från ett speciellt mediums partiklar sker vanligtvis samtidigt. Komplexa vågrörelser kan beskrivas som sammansättningen av en longitudinell och en eller fler transversella vågor. I vågorna på vatten till exempel rör sig partiklar inte bara upp och ner utan även bakåt och framåt, vilket gör att vattenvågor även kan beskrivas som en sammansättning av longitudinella och transversella vågor.

Skälet till detta är att vatten inte är ett komprimerande medium och att de nedåtgående partiklarna inte pressar ihop partiklarna under dem utan knuffar ut dem mot sidorna. Vågor som färdas genom ett fast medium (t. ex. seismiska vågor) är än mer komplexa.

En elliptiskt polariserad våg är en sammansättning av två transversella vågor men i speciella fall kan en sådan våg vara cirkulärt polariserad.

En cirkulärt polariserad våg kan lätt skapas genom att knyta en ände av ett elastiskt snöre på ett fläktblad och hålla snöret sträckt genom att dra i andra ändan.

För att omvandla en cirkulärt polariserad våg till en linjärt polariserad våg måste en polarisator användas. När det gäller mekaniska vågor är denna polarisator en öppning. När vågen väl passerar genom öppningen blir den linjärt polariserad. Om ytterligare en polarisator placeras vinkelrätt med den första i samma riktning som vågen kommer vågen inte passera igenom den.

Elektromagnetiska vågor är inte vibrationer från ett materiellt medium. Faktum är att de inte behöver ett medium för att spridas och de sprids snabbast genom vakuum.

De bildas när det växlande elektriska fältet producerar ett växlande magnetiskt fält som i sin tur bildar ytterligare ett växlande elektriskt fält och denna process upprepas.

Vad gäller elektromagnetiska vågor finns inga vibrerande partiklar vilket gör att det i detta fall inte är lätt att uttyda polarisation. Om vi däremot identifierar vibrationens riktning med det växlande elektriska fältets vektorstyrka, kan elektromagnetiska vågor även ses som transversella vågor då deras polarisation kan vara linjär eller mer komplex.

Naturligt ljus är en våg som inte är polariserad på ett enkelt plan då det inte kommer från en enda källa. Åtskilliga molekyler eller atomer bildar det naturliga ljuset oberoende av varandra och polariserar det på olika plan. Naturligt ljus kan polariseras med hjälp av optiska polariseringsfilter.

Gravitationsvågor bildas av accelererande massor. I grund och botten anses de vara krusningar i rumtiden. De är resultatet av utvidgningen och sammandragningen av rumtiden vid en speciell tidpunkt. Detta kan endast upptäckas med hjälp av väldigt känsliga instrument, och endast väldigt stora accelererande massor så som beståndsdelarna av ett binärt stjärnsystem som kretsar runt varandra, kan skapa markanta gravitationsvågor som kan upptäckas.

Relaterade objekt

Ljudvågors egenskaper

Denna animation demonstrerar vågors viktigaste egenskaper genom ljudvågor.

Hur fungerar en högtalare?

I högtalare alstras ljudvågor genom elektromagnetisk induktion.

Dopplereffekt

Det är ett välkänt fenomen att ett ljud som närmar sig observatören är högre än ett ljud som avlägsnar sig.

Elektrisk ringklocka

Mekanisk ringklocka som fungerar med hjälp av en elektromagnet.

Genomskinlighet

Denna animation förklarar genomskinlighet och opacitet, principen bakom röntgenfotografering samt materialens ljusabsorberande egenskaper.

Gravitationsvågor (LIGO)

Massiva accelererande eller kretsande kroppar skapar krusningar i rumtiden. De kallas för gravitationsvågor.

Harmonisk svängningsrörelse och likformig cirkulär rörelse

En harmonisk svängningsrörelse kan anses vara den linjära projektionen av en likformig cirkulär rörelse.

Havsströmmar

Termohalin cirkulation är ett omfattande system av havsströmmar vilka har en stor inverkan på jordens klimat.

Hur formar haven jordens yta?

Havsvattnet, som en yttre kraft, spelar en viktig roll i utformningen av kustlinjerna.

Jordbävning

En jordbävning är ett av de mest förödande naturfenomenen.

Magnetron

En av de viktigaste beståndsdelarna i en mikrovågsugn är magnetronen, den producerar mikrovågorna.

Radarexperiment (Zoltán Bay, 1946)

En ungersk vetenskapsman var först med att upptäcka radarekon från månen år 1946.

Radioaktivitet

Radioaktivitet kallas den process då instabila atomkärnor sönderfaller.

Tidvatten

Variationer i havsvattnets nivå som orsakas av månens gravitationskraft.

Tidvattenkraftverk

Tidvattenkraftverk utnyttjar vattennivåns dagliga fluktuation för att producera elektricitet.

Concorde (1969)

Det första överljudsplanet för passagerartrafik sattes i trafik år 1976.

Dvärghästskonäsa

Fladdermöss använder ultraljud för navigering och för att jaga byten.

Elektriska ljuskällor i hushållet

Denna animation visar egenskaperna hos ljuskällor som används i hushållet, från traditionella glödlampor till LED-lampor.

Fonation

En ton skapas genom att stämbanden vibreras av luften som strömmar ur lungorna.

Hur fungerar det? - Skiktröntgen

Denna animation visar datortomografens konstruktion och funktion.

Hur fungerar en mikrovågsugn?

Denna animation visar hur en mikrovågsugn fungerar.

Hur fungerar en sonar?

Denna animation visar hur en sonar fungerar.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denna ingenjör och uppfinnare, som huvudsakligen sysslade med elektroteknik, var utan tvekan en av de starkast lysande stjärnorna under den andra...

Öresvin

Öresvinet, som även kallas flasknosdelfin, är ett havslevande däggdjur som orienterar sig med hjälp av ultraljud.

Tsunami

Tsunamivågor är mycket höga vågor med en enorm destruktiv kraft.

Solen

Solens diameter är ungefär 109 gånger större än jordens. Dess massa består till största delen av väte.

Added to your cart.