Progressiivse ja statsionaarse laine erinevus

Progressiivne laine vs statsionaarne laine
 

Lained on väga olulised nähtused, mis esinevad reaalses elus. Lainete ja vibratsioonide uurimine kulgeb ajas tagasi. Statsionaarsete ja progresseeruvate lainete mõisteid käsitletakse paljudes füüsika ja keemia valdkondades. Neid arutatakse mehaanikas, akustikas, radaritehnikas, kommunikatsioonitehnoloogias, kvantmehaanikas ja isegi muusikas. Sellistes väljades silma paistmiseks on ülioluline omada progressiivsete ja statsionaarsete lainete õiget mõistmist. Selles artiklis käsitleme statsionaarseid ja progressiivseid laineid, nende määratlusi, statsionaarsete ja progresseeruvate lainete sarnasusi, kuidas progresseeruvaid ja statsionaarseid laineid toodetakse, nende rakendusi ja lõpuks erinevust statsionaarsete ja progresseeruvate lainete vahel.

Progressiivsed lained

Mehaanilise laine põhjustab keskkonnas esinev turbulents. Mehaaniliste lainete lihtsateks näideteks on heli, maavärinad, ookeanilained. Laine on energia levimise meetod. Turbulentsis loodud energia levib lainete abil. Sinusoidaalne laine on laine, mis võngub vastavalt võrrandile y = A sin (ωt - kx). Kui laine levib läbi ruumi, levib ka tema poolt kantav energia. See energia põhjustab teel olevate osakeste võnkumist. Seda saab tõlgendada ka vastupidiselt, kuna energia levib osakeste võnkumiste kaudu. Progressiivseid laineid on kahte tüüpi; nimelt piki- ja põiklained. Pikilaines on osakeste võnked paralleelsed levimissuunaga. See ei tähenda, et osakesed liiguvad koos lainega. Osakesed võnguvad ainult ruumis fikseeritud tasakaalupunkti suhtes. Ristlainetes toimub osakeste võnkumine levimissuunaga risti. Helilained koosnevad ainult pikilainetest, stringi lained on põiksuunalised. Ookeanilained on põiklainete ja pikilainete kombinatsioon.

Statsionaarsed lained

Statsionaarsed lained, mida nimetatakse ka seisvateks laineteks, tekivad kahe identse laine pealtkuulamise tõttu vastassuundades. Kahte identset sinusoidaalset lainet, mis liiguvad + x ja -x suunas, saab tähistada y-ga₁ = Sin (ωt - kx) ja y₂ = Vastavalt patt (ωt + kx). Nende kahe võrrandi liitmisel saadakse kaks lainet üksteisele. Seetõttu y₁+y₂ = y = A [sin (ωt - kx) + sin (ωt + kx)]. Selle võrrandi lihtsustamisel saame Y = 2A sin (ωt) cos (kx). Antud x väärtuse korral saab võrrandiks Y = B sin (ωt), lihtsa harmoonilise võnkumise.