Diferența dintre undele mecanice și electromagnetice

Principala diferență - valuri electromagnetice vs. mecanice

Un val este făcut dintr-un tip de perturbare care se deplasează. În funcție de proprietățile lor, putem clasifica valurile în mai multe tipuri diferite. Una dintre distincții se bazează pe faptul dacă perturbațiile într-un val necesită un mediu de parcurs. În acest fel, clasificăm undele în valuri electromagnetice și mecanice. principala diferență între undele mecanice și electromagnetice este asta undele electromagnetice nu necesită propagarea unui mediu întrucât undele mecanice necesită un mediu pentru a se propaga.

Ce sunt undele mecanice

Undele mecanice constau în tulburări care pot călători numai printr-un mediu. Puteți crea un val simplu, prin rotirea unui coardă în sus și în jos, și acesta este un val mecanic. Atunci când o moleculă se mișcă, face ca moleculele vecine să se deplaseze și în sus, astfel încât perturbarea se mișcă tot timpul de-a lungul coardei. Aici, coarda este mediu a valului, deoarece este mișcarea "moleculelor de frânghie" care poartă perturbarea de-a lungul.

Un alt exemplu foarte bun de undă mecanică este un val de sunet. Undele sonore sunt formate din molecule oscilante. În mod obișnuit, când auzim sunetul, urechea noastră detectează mișcarea înapoi și înapoi a moleculelor de aer (puteți verifica într-adevăr că sunetul este realizat din molecule de aer vibrator prin plasarea unei lumanari in fata unui difuzor, vezi video de mai jos). Creierul interpretează această mișcare înapoi și înapoi a moleculelor de aer ca "sunet". De asemenea, putem auzi sunetul prin vibrații de alte tipuri de molecule: puteți auzi sub apă din cauza vibrațiilor din moleculele de apă, de exemplu.

Ceea ce face ca undele sonore să fie mecanice este că sunetul ar fi nu să se poată propaga dacă nu există nici un mediu. De exemplu, imaginați punerea unui clopoțel în interiorul unui borcan de vid și lăsând încet aerul afară. Când aerul se îndepărtează din borcan, sunetul ar deveni mai slab. Când nu există aer în interiorul vasului, clopotul vibrează, dar nu există nimic între ele pentru a transporta sunetul în exterior, astfel încât sunetul se oprește. Dacă vă lăsați încet aerul, puteți începe să auzi sunetul din nou. Acest experiment este afișat în videoclipul de mai jos:

Ce sunt undele electromagnetice?

Undele electromagnetice constau în tulburări care pot călători fără un mediu. De exemplu, lumina de la Soare este un val electromagnetic care călătorește prin vid între Pământ și Soare. Undele electromagnetice pot face acest lucru deoarece nu se bazează pe molecule vibratoare. În schimb, ceea ce oscilează într-un val electromagnetic este un lucru câmp electric. Este un camp magnetic de asemenea, care oscilează în fază cu câmpul electric, la 90 ° C^o la câmpul electric. Vibrațiile se desfășoară într-o direcție care este la 90 ° C^o atât la oscilațiile din câmpul electric, cât și în câmpul magnetic. O animație scurtă despre modul în care aceste câmpuri vibrează este prezentată în videoclipul de mai jos:

În vid, toate undele electromagnetice călătoresc cu o viteză de aproximativ 3 × 10⁸ Domnișoară^-1. Acest lucru este numit adesea viteza luminii în vid. În funcție de lungimea de undă, ele pot fi clasificate în mai multe tipuri diferite. Diagrama lovituri arată aceste tipuri diferite, pornind de la lungimi de undă mai mari (stânga) până la lungimi de undă mai mici (dreapta).

Spectrul electromagnetic

Deoarece oscilațiile sunt în unghi drept față de direcția de propagare, undele electromagnetice sunt valuri transversale. Aceasta înseamnă că undele electromagnetice pot fi polarizate.

Diferența dintre undele mecanice și electromagnetice

Metoda de propagare

Undele mecanice necesită un mijloc de propagare.

Undele electromagnetice nu necesită propagarea unui mediu. Se pot propaga într-un vid.

Viteză

Undele mecanice călătoriți mai încet decât undele electromagnetice.

Undele electromagnetice călătorie la 3 × 10⁸ Domnișoară^-1 în vid. Când călătoresc prin alte mijloace media, încetinesc puțin.

Tip de valuri

Undele mecanice ar putea fi transversale sau longitudinale. Când sunt longitudinale, ele nu pot fi polarizate.

Undele electromagnetice sunt valuri transversale, astfel încât acestea pot fi polarizate.

Image Courtesy

"O diagramă a spectrului de frecvențe Milton, care arată tipul, lungimea de undă (cu exemple), frecvența, temperatura emisiei corpului negru ..." de către Inductiveload, NASA (autoconflat, informație de la NASA) [CC BY-SA 3.0] Commons