波の圧縮と希薄化の領域は何ですか?

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著者: Monica Porter
作成日: 17 行進 2021
更新日: 19 11月 2024
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波は2つの基本的な形式を取ることができます:横方向、つまり上下運動、および縦方向、または材料圧縮。横波は、海の波やピアノ線の振動のようなものです。その動きを簡単に確認できます。比較すると、圧縮波は、圧縮された分子と希薄化された分子の目に見えない交互の層です。音と衝撃波はこのように伝わります。

機械波

圧縮波は、空気、水、鋼鉄などのある種の物質媒体のみを通過できます。真空は、エネルギーを伝える物質がないため、圧縮波を運ぶことができません。媒体への依存は、これらが機械的波であることを意味し、媒体は動きの速度を決定します。たとえば、空気中の音速は毎秒346メートルです。鋼鉄などの密度の高い素材は、6,100メートル/秒で音を伝えます。

圧縮波

空気中を圧縮波が動いているのを見ることができれば、波が進む方向に圧縮された分子の領域が見えるでしょう。最大の圧縮点を過ぎると、空気分子が最も少ない最低圧力の領域が表示されるまで、分子はますます希薄になります。空気は、その後、再び最大圧縮に達するまで、次第に密度が高くなります。最大圧縮点または希薄化点間の距離は1波長です。波の周波数が上がると、その波長は短くなります。

干渉

媒体内の同じポイントを横切る2つ以上の波が互いに干渉します。静止池に2つの石を落とすと、これを見ることができます。波紋は広がり、互いに重なります。同じことが、圧縮波でも起こります。圧縮ポイントが希薄化されたポイントと一致する場合、2つは互いに相殺します。 2つの圧縮ポイントが一致すると、相互に補強され、2倍の圧力を持つポイントが作成されます。

衝撃波

音の速度よりも速く空中を移動するジェットは、ソニックブームを生成します。ジェットが前方に移動すると、プラウの前の雪のように、空気分子がジェットの前に堆積します。圧縮された希薄化された空気の層は、音で得られるように、音源からまっすぐに移動しません。衝撃波は、先端が平面のすぐ前にある円錐形のパターンを形成し、圧縮波は、より大きな円で背後に移動します。