Hullámoknál

Hullámok olyan jelenségek, amelyek energiát továbbítanak anélkül, hogy a közeg hosszú távon nagy tömegmozgást mutatna. Két fő típusa van: mechanikus hullámok, amelyek közegre van szükségük (például hang- és vízhullámok), és elektromágneses hullámok, amelyek vákuumban is terjedhetnek (például fény és rádióhullámok).

Mechanikus hullámok közé tartoznak a hanghullámok, amelyek a levegőben vagy más közegben rezgő részecskék hálózatát járják végig, illetve a víz felszínén terjedő hullámok, amelyeket a gravitáció és a felületi feszültség határoz meg. Elektromágneses hullámok az elektromos és mágneses területek együttrezgései, és terjedésükhez nem szükséges közeg, így a vákuumban is haladnak.

Az általános hullámtulajdonságok közé tartozik a frekvencia (f), a hullámhossz (λ), az amplitúdó és a terjedési sebesség (v). A sebesség típustól és közegtől függ: például a hang a levegőben körülbelül 340 m/s, az építési környezetben változik a hőmérséklettől és nyomástól függően; a fény vákuumban megközelítőleg 3×10^8 m/s. A v = fλ összefüggés általános keretet ad a hullámok terjedéséhez.

A hullámok viselkedése magában foglalja a szuperpozíciót: több hullám összeadódik, ami konstruktív vagy destruktív interferenciát eredményez. Emellett előfordul a reflektálás, a refrakció (az irány és a sebesség megváltozása közegváltás esetén), a diffrakció és a standing (álló) hullámok.

Alkalmazások széles köre: akusztika (szoba hangzása, hallás), tengerészeti és geofizikai mérések, ultrahangos képalkotás, optika és kommunikáció (fibreoptika, rádió- és mikroszórás). A hullámok vizsgálata alapvető a természetes és technikai rendszerek megértéséhez.