kompresjonsbølger

Kompresjonsbølger, også kalt longitudinale bølger, er en type bølger der partikkelbevegelsen er parallell med bølgens utbredelsesretning. Når bølgen passerer, setter den opp periodiske områder med kompresjon (høy tetthet) og fortynning av luften eller væsken (rarefaction). Slike bølger finnes i gasser, væsker og også i faste stoffer, hvor partikler svinger fram og tilbake langs retningen av bølgens framrykking.

Kjernen i mekanismen er tetthet og trykkvariasjon som sprer seg gjennom mediet. Energi overføres ved trykkforandringer, ikke ved massetransport i hele bølgen. Stoffets egenskaper påvirker hastigheten til kompresjonsbølger: stiffhet og lav tetthet gir høy fart; høy tetthet eller lav stiffhet gir lavere fart. For væsker og gasser er hastigheten omtrent v = sqrt(K/ρ), der K er bulkmodulen og ρ tetthet. I faste stoffer kan longitudinale bølger ha hastigheter som også avhenger av andre elastiske moduler; for eksempel langsomme og hurtige longitudinale ledd i ulike materialer. Typiske eksempler inkluderer lyd i luft (cirka 340 m/s ved 20 °C), lyd i vann (rundt 1500 m/s) og lengdefremdrift i stål (flere tusen meter per sekund).

Kompresjonsbølger kan være dempet av viskositet, varmeledning og spredning. De har vanligvis liten eller ingen dispersjon i enkle medier, noe som betyr at alle frekvenser avhenger omtrent likt av hastigheten. Praktiske anvendelser omfatter lydkommunikasjon, ultralyd i medisin, akustisk måling og seismologi, hvor primære (P-)bølger er langsomme kompresjonsbølger som passerer jordskjelv.