Mechanische versus elektromagnetische golven
Mechanische golven en elektromagnetische golven zijn twee soorten golven die in de natuurkunde worden besproken. Mechanische golven zijn golven die worden veroorzaakt door mechanische acties zoals trillingen. Elektromagnetische golven zijn golven die ontstaan door oscillerende elektrische en magnetische velden. Deze twee soorten golven zijn erg belangrijk bij het begrijpen van velden zoals elektromagnetisme, golven en trillingen, optica, akoestiek en vele andere. In dit artikel gaan we bespreken wat mechanische golven en elektromagnetische golven zijn, hun definities, toepassingen van mechanische golven en elektromagnetische golven, overeenkomsten tussen deze twee en tenslotte het verschil tussen mechanische golven en elektromagnetische golven.
Elektromagnetische golven
Elektromagnetische golven, beter bekend als EM-golven, werden voor het eerst voorgesteld door James Clerk Maxwell. Dit werd later bevestigd door Heinrich Hertz die met succes de eerste EM-golf produceerde. Maxwell heeft de golfvorm voor elektrische en magnetische golven afgeleid en met succes de snelheid van deze golven voorspeld. Aangezien deze golfsnelheid gelijk was aan de experimentele waarde van de lichtsnelheid, stelde Maxwell ook voor dat licht in feite een vorm van EM-golven was.
Elektromagnetische golven hebben zowel een elektrisch veld als een magnetisch veld dat loodrecht op elkaar en loodrecht op de voortplantingsrichting van de golven oscilleert. Alle elektromagnetische golven hebben dezelfde snelheid in vacuüm. De frequentie van de elektromagnetische golf bepaalde de energie die erin werd opgeslagen. Later werd met behulp van kwantummechanica aangetoond dat deze golven in feite pakketjes golven zijn. De energie van dit pakket hangt af van de frequentie van de golf. Dit opende het veld van golf-deeltjes dualiteit van materie. Nu is te zien dat elektromagnetische straling kan worden beschouwd als golven en deeltjes. Een object dat bij een temperatuur boven het absolute nulpunt wordt geplaatst, zendt EM-golven van elke golflengte uit. De energie waarbij het maximale aantal fotonen wordt uitgezonden, hangt af van de temperatuur van het lichaam.
Mechanische golven
Mechanische golven zijn golven die worden gecreëerd door mechanische processen. Golven zoals geluidsgolven, oceaangolven en schokgolven zijn enkele voorbeelden van mechanische golven. Alle mechanische golven hebben een medium nodig om zich voort te planten. De energie van een mechanische golf hangt af van de amplitude van de golf.
Een mechanische golf heeft verschillende eigenschappen. De belangrijkste van deze eigenschappen zijn snelheid, amplitudefrequentie en golflengte. Voor elke mechanische golf geldt de relatie v=f λ; hier is v de golfsnelheid, f is de frequentie en λ is de golflengte.
Wat is het verschil tussen mechanische golven en elektromagnetische golven?
• Elektromagnetische golven hebben geen medium nodig om te reizen, terwijl mechanische golven een medium nodig hebben om zich voort te planten.
• De energie van elektromagnetische golven wordt gekwantiseerd, maar de energie van mechanische golven is continu.
• De energie van de mechanische golven hangt af van de amplitude van de golf, maar de energie van een elektromagnetische golf hangt alleen af van de frequentie.
• Elektromagnetische golven vertonen deeltjesachtig gedrag, maar mechanische golven vertonen dergelijk gedrag niet.
