Natuurkunde behandelt golf als een storing veroorzaakt in een of meer velden. De waarden van het veld oscilleren op een herhaalde manier in stabiel evenwicht.
Mechanische en elektromagnetische golven zijn de meest voorkomende golven die in de natuurkunde worden bestudeerd. Golf is in feite het transport van energie zonder enig transport van medium.
Golven zijn over het algemeen overal, het moet worden geïdentificeerd met behulp van een medium om de kenmerken ervan te begrijpen. Een golf wordt gedefinieerd als de storing die door een medium van het ene punt naar het andere gaat.
Wanneer de golfvorm van het ene uiteinde naar het andere wordt uitgerekt, blijft deze in de rustpositie. Als het deeltje tijdens zijn rustpositie wordt bewogen, vormt het een golf en begint het van het ene punt naar het andere te bewegen.
De eigenschappen van het deeltje zorgen ervoor dat het omhoog of omlaag beweegt, soms naar voren of naar achteren. De beweging van de golf in een willekeurige richting wordt de puls genoemd.
Een puls is een enkele storing die van het ene punt naar het andere gaat. Als de golf continu heen en weer wordt bewogen, veroorzaakt het een rimpeling in het medium en wordt het een golf genoemd.
In de natuurkunde worden twee soorten golven waargenomen en geanalyseerd. De ene is de stationaire golf en de andere is de reizende golf.
Stationaire versus reizende golven
Het verschil tussen een stationaire golf en een lopende golf is dat de stationaire golf geen energie transporteert, terwijl lopende golf de eigenschap heeft energie van de ene locatie naar de andere te transporteren.
Wat zijn reizende golven?
Een lopende golf is een golf met een storing die zich langs een medium voortbeweegt. Het transporteert energie van het ene punt naar het andere.
De lopende golf beweegt met constante snelheid. De golf wordt veroorzaakt door de beweging van een deeltje dat het volgende deeltje ernaast verstoort.
De verplaatsing van het statische deeltje van zijn evenwicht naar beweging zorgt ervoor dat de golf beweegt. De golf wordt waargenomen door een medium te reizen, waar een kam wordt opgemerkt die van deeltje naar deeltje beweegt.
De top wordt natuurlijk gevolgd door een dal en de cyclus gaat verder. Het duidelijke golfpatroon dat wordt waargenomen, wordt de sinusgolf genoemd.
De sinusgolf zal aanhouden totdat een andere golf van een andere frequentie in het medium wordt geïntroduceerd. Dergelijke bewegingen van golven van de ene locatie naar de andere, waarbij energie wordt getransporteerd, wordt een lopende golf genoemd.
Een lopende golf wordt gevormd wanneer deze niet beperkt is tot een gegeven ruimte. Als zodanig wordt een lopende golf gevormd die gedurende een zeer korte periode in beweging zal zijn.
Als we een voorbeeld nemen van een oceaangolf, begint de golf verder te bewegen en wordt ontmoet door een andere golf in de tegenovergestelde richting. Ze fuseren allebei en reizen in een andere richting die opnieuw wordt ontmoet door een andere golf in de tegenovergestelde richting.
Het is duidelijk dat het werkelijke uiterlijk van een lopende golf moeilijk te onderzoeken is, aangezien de deeltjes blijven bewegen in de richting waaraan ze worden onderworpen.
Belangrijkste verschillen tussen stationaire golven en lopende golven
- De belangrijkste verschil tussen stationaire golven en reizende golven is, stationair draagt geen energie, terwijl reizende golven energie van de ene plaats naar de andere vervoeren.
- De stationaire golven oscilleren met verschillende amplitude, terwijl lopende golven met dezelfde amplitude oscilleren.
- Het faseverschil tussen twee deeltjes van een stationaire golf is een waarde tussen 0 en pi, bij lopende golven ligt de waarde tussen 0 en 2pi.
- Het golfprofiel van stilstaande golven bestaat uit lussen, terwijl het golfprofiel van lopende golven uit toppen en dalen bestaat.
- De stationaire golf kan op een bepaalde golflengte en frequentie worden gevormd, terwijl lopende golven op elke frequentie en golflengte kunnen worden gevormd.
Gevolgtrekking
De golven worden bestudeerd om het fenomeen te gebruiken in verschillende soorten golven die in de fysieke wereld bestaan. Golven zijn overal. De golven worden dagelijks door mensen geconfronteerd. Of het nu microgolven zijn of watergolven, radiogolven of lichtgolven. Het werkt allemaal volgens de simpele golftheorie. Het golfachtige fenomeen geeft een exact idee van hoe energie door een medium reist.
Op dit punt moet worden begrepen dat een golf energie transporteert, geen substantie. De gloeilamp transporteert lichtenergie om de plaats helder te maken. Het vervoert geen andere stof. Het bestuderen van het verschil tussen briefpapier en een lopende golf leidt tot veel onbekende fenomenen die nog steeds in het dagelijks leven bestaan.
- https://yakari.polytechnique.fr/Django-pub/documents/matteo2004rp-1pp.pdf
- https://arxiv.org/pdf/0901.1026
- https://arxiv.org/pdf/patt-sol/9701007
