Erinevus mehaaniliste ja elektromagnetiliste lainete vahel

Mehaanilised vs elektromagnetilised lained

Mehaanilised lained ja elektromagnetilised lained on füüsikas käsitletavad kahte tüüpi lained. Mehaanilised lained on lained, mis on põhjustatud mehaanilistest toimingutest, näiteks vibratsioonist. Elektromagnetilised lained on lained, mis tekivad elektriliste ja magnetväljade võnkumiste teel. Need kaks tüüpi lained on väga olulised selliste valdkondade mõistmisel nagu elektromagnetism, lained ja vibratsioon, optika, akustika ja paljud teised. Selles artiklis käsitleme mehaanilisi laineid ja elektromagnetilisi laineid, nende määratlusi, mehaaniliste lainete ja elektromagnetiliste lainete rakendusi, nende kahe sarnasusi ja lõpuks mehaaniliste lainete ja elektromagnetiliste lainete erinevust.

Elektromagnetilised lained

Elektromagnetilisi laineid, rohkem tuntud kui EM-laineid, pakkus esmakordselt välja James Clerk Maxwell. Seda kinnitas hiljem Heinrich Hertz, kes produtseeris edukalt esimese EM-i laine. Maxwell tuletas elektriliste ja magnetiliste lainete lainekuju ja ennustas nende lainete kiirust edukalt. Kuna see lainekiirus oli võrdne valguse kiiruse eksperimentaalse väärtusega, tegi Maxwell ka ettepaneku, et valgus oli tegelikult EM-lainete vorm.

Elektromagnetilistel lainetel on nii elektriväli kui ka magnetväli, mis võnkuvad üksteisega risti ja laine levimissuunaga risti. Kõigil elektromagnetilistel lainetel on vaakumis sama kiirus. Elektromagnetilise laine sagedus otsustas selles salvestatud energia. Hiljem näidati kvantmehaanikat kasutades, et need lained on tegelikult lainete paketid. Selle paketi energia sõltub laine sagedusest. See avas aine laine - osakeste kahesuse välja. Nüüd on näha, et elektromagnetilist kiirgust võib käsitleda lainete ja osakestena. Objekt, mis on paigutatud ükskõik millisesse temperatuuri üle absoluutse nulli, kiirgab EM-i laineid igal lainepikkusel. Energia, mille juures eraldub maksimaalne footonite arv, sõltub keha temperatuurist.

Mehaanilised lained

Mehaanilised lained on lained, mis tekivad mehaaniliste protsesside teel. Lained, nagu helilained, ookeanilained ja lööklained, on mõned näited mehaanilistest lainetest. Kõigi mehaaniliste lainete levik nõuab keskkonda. Mehaanilise laine energia sõltub laine amplituudist.

Mehaanilisel lainel on mitu omadust. Nendest omadustest on kõige olulisemad kiirus, amplituudi sagedus ja lainepikkus. Mis tahes mehaanilise laine korral on suhe v = f λ tõene; siin v on lainekiirus, f on sagedus ja λ on lainepikkus.