Progressieve golf versus stationaire golf
Golven zijn een zeer belangrijk fenomeen dat zich in het echte leven voordoet. De studie van golven en trillingen gaat ver terug in de tijd. De concepten van stationaire golven en progressieve golven worden op veel gebieden van de natuurkunde en scheikunde besproken. Deze komen aan bod in mechanica, akoestiek, radartechnologie, communicatietechnologie, kwantummechanica en zelfs muziek. Het is essentieel om een goed begrip te hebben van progressieve golven en stationaire golven om op dergelijke gebieden uit te blinken. In dit artikel gaan we bespreken wat stationaire golven en progressieve golven zijn, hun definities, de overeenkomsten tussen stationaire golven en progressieve golven, hoe progressieve golven en stationaire golven worden geproduceerd, hun toepassingen en tenslotte het verschil tussen stationaire golven en progressieve golven.
Progressieve golven
Een mechanische golf wordt veroorzaakt door turbulentie in een medium. Eenvoudige voorbeelden voor mechanische golven zijn geluid, aardbevingen, oceaangolven. Een golf is een methode van energievoortplanting. De energie die in de turbulentie ontstaat, wordt door de golven voortgeplant. Een sinusoïdale golf is een golf die oscilleert volgens de vergelijking y=A sin (ωt – kx). Terwijl de golf zich door de ruimte voortplant, wordt de energie die hij draagt ook voortgeplant. Deze energie zorgt ervoor dat de deeltjes onderweg gaan oscilleren. Het kan ook andersom worden geïnterpreteerd, aangezien de energie zich voortplant door de oscillatie van deeltjes. Er zijn twee soorten progressieve golven; namelijk longitudinale golven en transversale golven. In een longitudinale golf zijn de oscillaties van deeltjes evenwijdig aan de voortplantingsrichting. Dit betekent niet dat de deeltjes met de golf meebewegen. De deeltjes oscilleren alleen rond een vast evenwichtspunt in de ruimte. In transversale golven vindt de oscillatie van deeltjes loodrecht op de voortplantingsrichting plaats. Geluidsgolven bestaan alleen uit longitudinale golven, golven aan een touwtje zijn transversaal. De oceaangolven zijn een combinatie van transversale golven en longitudinale golven.
Stationaire golven
Stationaire golven, ook wel staande golven genoemd, treden op als gevolg van het onderscheppen van twee identieke golven die in tegengestelde richtingen reizen. Twee identieke sinusoïdale golven die in +x en –x richtingen reizen, kunnen worden weergegeven door y1=A sin (ωt – kx) en y2=Een sin (ωt + kx) respectievelijk. De toevoeging van deze twee vergelijkingen geeft de superpositie van de twee golven. Daarom y1+y2=y=A [sin (ωt – kx) + sin (ωt + kx)]. Door deze vergelijking te vereenvoudigen, krijgen we Y=2A sin (ωt) cos (kx). Voor een gegeven x-waarde wordt de vergelijking Y=B sin (ωt), de eenvoudige harmonische oscillatie.
Wat is het verschil tussen progressieve en stationaire golven?
• Progressieve golven vervoeren een netto hoeveelheid energie door het pad van de golf. Een stationaire golf draagt geen netto energie door het pad.
• Er zijn twee identieke voortplantende golven nodig om een stationaire golf te creëren.
• De amplitude van een stationaire golf verandert over de afstand, maar voor een bepaald punt blijft de amplitude vast. De amplitude van elk punt van een zich voortplantende golf is hetzelfde, aangezien de golf uniform is.
