Mekaaniset vs sähkömagneettiset aallot
Mekaaniset aallot päättävät sähkömagneettisista aalloista ovat kahdenlaisia a altoja, joista keskustellaan fysiikassa. Mekaaniset aallot ovat mekaanisten toimintojen, kuten tärinän, aiheuttamia a altoja. Sähkömagneettiset aallot ovat värähtelevien sähkö- ja magneettikenttien aiheuttamia a altoja. Nämä kaksi a altotyyppiä ovat erittäin tärkeitä kenttien, kuten sähkömagnetismin, a altojen ja värähtelyjen, optiikan, akustiikan ja monien muiden ymmärtämisessä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä ovat mekaaniset aallot ja sähkömagneettiset aallot, niiden määritelmät, mekaanisten a altojen ja sähkömagneettisten a altojen sovellukset, näiden kahden yhtäläisyydet ja lopuksi mekaanisten a altojen ja sähkömagneettisten a altojen ero.
Sähkömagneettiset aallot
Sähkömagneettisia a altoja, jotka tunnetaan yleisemmin EM-a altoina, ehdotti ensimmäisenä James Clerk Maxwell. Tämän vahvisti myöhemmin Heinrich Hertz, joka tuotti onnistuneesti ensimmäisen EM-aallon. Maxwell johti sähköisten ja magneettisten a altojen a altomuodon ja ennusti onnistuneesti näiden a altojen nopeuden. Koska tämä aallonnopeus oli yhtä suuri kuin valonnopeuden kokeellinen arvo, Maxwell ehdotti myös, että valo oli itse asiassa EM-a altojen muoto.
Sähkömagneettisilla aalloilla on sekä sähkökenttä että magneettikenttä, jotka värähtelevät kohtisuorassa toisiinsa nähden ja kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan nähden. Kaikilla sähkömagneettisilla aalloilla on sama nopeus tyhjiössä. Sähkömagneettisen aallon taajuus päätti siihen varastoidun energian. Myöhemmin kvanttimekaniikan avulla osoitettiin, että nämä aallot ovat itse asiassa a altopaketteja. Tämän paketin energia riippuu aallon taajuudesta. Tämä avasi a altokentän – aineen hiukkasten kaksinaisuuden. Nyt voidaan nähdä, että sähkömagneettista säteilyä voidaan pitää a altoina ja hiukkasina. Objekti, joka on asetettu mihin tahansa absoluuttisen nollan yläpuolelle, lähettää EM-a altoja kaikilla aallonpituuksilla. Energia, jolla fotonien enimmäismäärä säteilee, riippuu kehon lämpötilasta.
Mekaaniset aallot
Mekaaniset aallot ovat mekaanisten prosessien aiheuttamia a altoja. Aallot, kuten ääniaallot, v altameren aallot ja shokkiaallot, ovat esimerkkejä mekaanisista aalloista. Kaikki mekaaniset aallot vaativat väliaineen leviämiseen. Mekaanisen aallon energia riippuu aallon amplitudista.
Mekaanisella aallolla on useita ominaisuuksia. Tärkeimmät näistä ominaisuuksista ovat nopeus, amplituditaajuus ja aallonpituus. Jokaiselle mekaaniselle aallolle suhde v=f λ on totta; tässä v on aallon nopeus, f on taajuus ja λ on aallonpituus.
Mitä eroa on mekaanisilla ja sähkömagneettisilla aalloilla?
• Sähkömagneettiset aallot eivät vaadi väliainetta kulkeakseen, kun taas mekaanisilla aalloilla on oltava väliaine etenemään.
• Sähkömagneettisten a altojen energia on kvantisoitu, mutta mekaanisten a altojen energia on jatkuvaa.
• Mekaanisten a altojen energia riippuu aallon amplitudista, mutta sähkömagneettisen aallon energia riippuu vain taajuudesta.
• Sähkömagneettiset aallot käyttäytyvät hiukkasmaisesti, mutta mekaaniset aallot eivät näytä tällaista käyttäytymistä.
