Elektromagnetilise ja matemaatilise laine erinevus

võtme erinevus elektromagnetilise laine ja mateerialaine vahel on see, et elektromagnetiliste lainetega on seotud elektri- ja magnetväljad, samas kui ainelainetel puudub seostuv elektriline või magnetväli.

Laine on välja häire, milles füüsiline omadus kõigub igas punktis korduvalt või levib igast punktist naaberpunktidesse. Elektromagnetilised lained ja mateerialained on kahte tüüpi selliseid laineid. Pealegi võib kogu mateeria käituda lainena. Ja selle kontseptsiooni pakkus esmakordselt välja Louis De Broglie, mille tulemusel nimetati need lained ka “Broglie laineteks”.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on elektromagnetiline laine 
3. Mis on mateerialaine
4. Kõrvuti võrdlus - elektromagnetiline ja matemaatiline laine tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on elektromagnetiline laine?

Elektromagnetiline laine on kosmoses liikuv lainetüüp, mis kannab elektromagnetilist kiirgusenergiat. Need lained levivad valguse kiirusel vaakumis. Elektromagnetiliste lainete tüüpide hulka kuuluvad raadiolained, mikrolained, infrapunakiired, nähtav valgus, UV-kiired jne. Lisaks võime neid elektromagnetilisi laineid iseloomustada lainepikkuse, sageduse või energia abil.

Joonis 01: Elektromagnetiline laine, mis näitab risti asetsevaid elektri- ja magnetvälju

Nendel elektromagnetilistel lainetel on nii elektrilisi kui ka magnetilisi komponente. Siin näeme elektriliste ja magnetväljade võnkumisi üksteisega risti ja võnkuvad laine leviku suunas.

Veelgi enam, elektromagnetiline laine koosneb kvantidest, mida nimetatakse footoniteks. Fotonil puudub mass, kuid sellel on relativistlik mass; seega võib gravitatsioon mõjutada neid footoneid nagu tavaline mateeria. Kui pakume aatomile energiat, võivad elektronid liikuda kõrgele energiatasemele, kuid kuna kõrgema energia olek on ebastabiilne, langevad elektronid tagasi madalamatesse energiaseisunditesse, vabastades footonid. Seega võib see juhtum tekitada elektromagnetilist kiirgust. Seda põhimõtet kasutades saame keemiliste elementide emissioonispektrid ja määrata nende aatomite energiatasemed.

Mis on mateerialaine?

Ainelained on osakestest koosnevad lained. Neid laineid ei seostata aga elektri- ja magnetväljadega. Erinevalt elektromagnetilistest lainetest koosnevad need mateerialained osakestest (millel on mass ja maht). Seega võib kogu mateeria käituda lainena.

Joonis 02: Materiaalse laine demonstreerimine elektronide difraktsioonis

Ainelaine kontseptsiooni pakkus esmakordselt välja Louis De Broglie, mis viis nende lainete nimetamiseks ka „Broglie laineteks“.

Milline on erinevus elektromagnetilise ja matemaatilise laine vahel??

Elektromagnetilised lained on teatud tüüpi lained, mis liiguvad läbi ruumi, kandes elektromagnetilist kiirgusenergiat, samas kui mateerialained on osakestest koosnevad lained. Elektromagnetilise laine ja mateerialaine peamine erinevus on see, et elektromagnetilistel lainetel on nendega seotud elektri- ja magnetväljad, samas kui mateerialainetel puudub seostatud elektri- või magnetväli.

Veel ühe olulise erinevusena elektromagnetilise laine ja mateerialaine vahel võime öelda, et elektromagnetiline laine koosneb footonitest (millel pole massi ega mahtu), samas kui mateerialaine sisaldab osakesi (millel on mass ja maht).

Allpool toodud infograafik näitab rohkem elektromagnetilise laine ja mateerialaine erinevuse võrdlusi.

Kokkuvõte - elektromagnetiline laine vs ainelaine

Elektromagnetilised ja mateerialained erinevad üksteisest mitmel viisil. Elektromagnetilise laine ja mateerialaine peamine erinevus on see, et elektromagnetilistel lainetel on nendega seotud elektri- ja magnetväljad (mis on tinginud nende lainete nimetamise selliseks), samas kui ainelainetel pole mingit seotud elektrilist ega magnetvälja.

Viide:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Elektromagnetilise kiirguse määratlus”. ThoughtCo, 27. jaanuar 2019, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. „Onde electromagnetique” autor: SuperManu - Self, pildi põhjal: Onde electromagnetique.png (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu
2. Thierry Dugnolle “laineosakeste duaalsus” - Omad tööd (CC0) Commonsi Wikimedia kaudu