Aaltoliikkeiden

Aaltoliikkeet ovat fysikaalisia ilmiöitä, joissa pystymässä tai väliaineen läpi syntynyt häiriö etenee tilassa ja siirtää energiaa sekä impulssia ilman, että aineen pysyvä kaasudila muuttuu pysyvästi paikastaan. Aaltoliikkeet voidaan jakaa mekaniikkaan ja elektromagneettisiin aaltoihin. Mekaaniset aallot tarvitsevat väliaineen tai väliaineen kyvyn muuttaa tiheyttään tai jännitystään; niiden kulkuta self voivat olla pitkittäisiä (esimerkiksi ääni ilmassa) tai poikittaista (esimerkiksi kiertoa tai tärinää sisältävät pinta-aallot). Pinta-aallot kulkevat rajapinnalla, kuten veden pinnalla.

Elektronmagnettiset aalot voivat puolestaan edetä ilman väliaineen tarvettakin ja koostuvat sähkö- ja magneettikenttien värähtelyistä. Niihin kuuluvat valon, radiotaajuuksien ja mikroaaltojen kaltaiset säteilymuodot. Aaltoliikkeet ovat yleisiä sekä luonnossa että tekniikassa, ja ne voidaan muistuttaa superpositioperiaatteella, jolloin useat aallot kumuloituvat yhtä aikaa.

Keskeisiä suureita ovat amplitudi (värähtelyn suuruus), taajuus (vapaa värähtelien määrä aikayksikköä kohti), aallonpituus ja etenemisnopeus. Aaltojen nopeus liittyy taajuuteen ja aallonpituuteen, yleinen suhde v = f λ. Aaltoliikkeiden ominaisuudet sekä ympäristön vaikutus aiheuttavat ilmiöitä kuten heijastusta, reflektointia, interfereenssiä ja diffraktiota sekä mahdollista dispersiota.

Sovelluksissa aaltoliikkeet mahdollistavat esimerkiksi akustiikan, lääketieteellisen ultrasonografian, seismologian, viestinnän ja optisten laitteiden toiminnan. Aaltoliikkeiden tutkimus on keskeinen osa sekä perusfysiikkaa että teknistä suunnittelua.