kompressionsvågor

Kompressionsvågor är en typ av mekaniska vågor där partikelrörelsen är parallell med vågens riktning. De kallas också longitudinella vågor och kännetecknas av upprepade regioner av kompression (tätare täthet och högre tryck) och rarifikation (mindre täthet och lägre tryck). De kan färdas i både gaser, vätskor och fasta ämnen, men i vätskor och gaser uppträder enbart longitudinella vågor.

Hastigheten hos kompressionsvågor beror på mediumets elastiska egenskaper och densitet. I fluider är hastigheten c = sqrt(K/ρ), där K är bulkmodulen och ρ är densiteten. I fasta material är det mer komplext och longitudinalvågens hastighet är vanligtvis högre och påverkas av både bulkmodul och skjuvmodul. Förväntade värden är ungefär några hundras till flera tusen meter per sekund i olika material; i luft vid rumstemperatur är ljudhastigheten cirka 343 m/s, i vatten cirka 1480 m/s och i stål flera tusen m/s. I jordens inre färdas P-vågor (en typ av kompressionsvågor) ofta med hastigheter på flera kilometer per sekund.

Vågor av denna typ sprids ut från en källa i alla riktningar och kan reflekteras, refrakteras och avböjas av gränsyta och skikt i materialet. De upplevs som tryckförändringar för örat eller sensorer, och används i många praktiska sammanhang, till exempel ljud i rum, medicinsk ultraljud, ultraljud på industrisektorn och i seismologi för att studera jordens inre.

Sammanfattningsvis utgör kompressionsvågor väsentliga longitudinella vågor där tryck- och densitetsvariationer fortplantas genom olika medier, med hastigheter och beteenden som styrs av mediumets elastiska egenskaper.