paineaaltoja

Paineaaltoja ovat aallot, jotka siirtävät energiaa väliaineen paineen vaihteluiden kautta. Ne ovat yleisimmin pitkittäisiä aaltoja, joissa partikkelit värähtelevät pääasiassa aallon etenemissuuntaan nähden. Tiivistykset (kompressiot) ja harvennukset (rarefaktiot) etenevät aineen sisällä, ja paineaaltoja esiintyy sekä nesteissä ja kaasuissa että kiinteissä aineissa.

Esimerkkejä paineaalloista ovat ääniaallot ilmassa ja veden alla sekä seismologiassa P-aallot, eli primaariset paineaallot, jotka kulkevat kiinteissä aineissa sekä nesteissä. Rinnakkaisesti kiinteissä aineissa voivat esiintyä myös taivuttavia ja poikittaisia aaltoja, kuten S-aallot. P-aallot ovat yleensä nopeimmat ja saavuttavat mittauspisteen ensimmäisinä.

Propagointi ja nopeudet: Paineaaltojen nopeus riippuu väliaineen ominaisuuksista. Nesteissä ja kaasuissa likimääräinen ilmaisun v = sqrt(K/ρ) mukaan nopeus riippuu tilavuusjäykkyydestä K ja tiheydestä ρ. Kiinteissä aineissa P-aallon nopeus on v_p = sqrt((K + 4/3 μ)/ρ), jossa μ on lämmön tai kimmokerroin. Aaltourien kanta riippuu väliaineen epäyhtenäisyyksistä ja rajapinnoista.

Käytännössä paineaaltoja hyödynnetään akustiikassa, rakenteiden melun hallinnassa sekä seismologiassa. Mikrofonit, hydrofonit ja seismometrien avulla paineaaltoja voidaan mitata ja analysoida niiden nopeuksia, amplitudiä ja taajuuksia hyödyntäen selvittää väliaineen ominaisuuksia ja rakenteita.