Waves

Коливання і поширення

Хвиля переносить енергію та інформацію через простір, тоді як частинки середовища зазвичай лише коливаються біля положень рівноваги. Головні параметри — амплітуда, довжина хвилі, частота, період і швидкість поширення.

У механічній хвилі локальне зміщення однієї частини середовища створює сили, що впливають на сусідні частини. Так збурення поширюється. У електромагнітній хвилі роль середовища не потрібна: взаємопов’язані електричне і магнітне поля можуть поширюватися у вакуумі.

Швидкість хвилі пов’язана з частотою та довжиною хвилі: v = fλ. Частоту задає джерело, тоді як швидкість визначається властивостями середовища. Тому при переході в інше середовище частота зазвичай не змінюється, а довжина хвилі змінюється разом зі швидкістю.

У поперечній хвилі зміщення перпендикулярне до напряму поширення; приклад — хвиля на натягнутій струні. У поздовжній хвилі зміщення паралельне напряму; звук у газі поширюється через послідовні стискання і розрідження.

Амплітуда характеризує максимальне відхилення або величину поля. Для багатьох лінійних хвиль інтенсивність пропорційна квадрату амплітуди. Подвоєння амплітуди тому може означати приблизно чотириразову інтенсивність, хоча точна формула залежить від типу хвилі.