Progresivni val naspram stacionarnog vala
Valovi su vrlo važan fenomen koji se pojavljuje u stvarnom životu. Proučavanje valova i vibracija seže daleko u prošlost. Koncepti stacionarnih valova i progresivnih valova raspravljaju se u mnogim područjima fizike i kemije. O njima se raspravlja u mehanici, akustici, radarskoj tehnologiji, komunikacijskoj tehnologiji, kvantnoj mehanici pa čak i glazbi. Od vitalne je važnosti imati odgovarajuće razumijevanje progresivnih valova i stacionarnih valova kako bi se istaknuli u takvim poljima. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su stacionarni i progresivni valovi, njihove definicije, sličnosti između stacionarnih i progresivnih valova, kako se proizvode progresivni i stacionarni valovi, njihove primjene i na kraju razlika između stacionarnih i progresivnih valova.
Progresivni valovi
Mehanički val je uzrokovan bilo kakvom turbulencijom u mediju. Jednostavni primjeri mehaničkih valova su zvuk, potresi, oceanski valovi. Val je način širenja energije. Energija nastala u turbulenciji širi se valovima. Sinusoidalni val je val koji oscilira prema jednadžbi y=A sin (ωt – kx). Kako se val širi prostorom, širi se i energija koju on nosi. Ova energija uzrokuje osciliranje čestica na putu. Može se protumačiti i obrnuto jer se energija širi oscilacijom čestica. Postoje dvije vrste progresivnih valova; Naime, uzdužni valovi i transverzalni valovi. Kod longitudinalnog vala oscilacije čestica su paralelne sa smjerom širenja. To ne znači da se čestice kreću s valom. Čestice osciliraju samo oko fiksne ravnotežne točke u prostoru. Kod transverzalnih valova titranje čestica događa se okomito na smjer širenja. Zvučni valovi sastoje se samo od longitudinalnih valova, valovi na žici su transverzalni. Oceanski valovi kombinacija su poprečnih valova i uzdužnih valova.
Stacionarni valovi
Stacionarni valovi, koji su također poznati kao stojni valovi, nastaju zbog presretanja dva identična vala koji putuju u suprotnim smjerovima. Dva identična sinusoidalna vala koja putuju u smjerovima +x i –x mogu se prikazati s y1=A sin (ωt – kx) i y2=A sin (ωt + kx) redom. Zbrajanje ovih dviju jednadžbi daje superpoziciju dvaju valova. Stoga y1+y2=y=A [sin (ωt – kx) + sin (ωt + kx)]. Pojednostavljenjem ove jednadžbe dobivamo Y=2A sin (ωt) cos (kx). Za zadanu vrijednost x, jednadžba postaje Y=B sin (ωt), jednostavna harmonijska oscilacija.
Koja je razlika između progresivnih i stacionarnih valova?
• Progresivni valovi nose neto količinu energije kroz putanju vala. Stacionarni val ne nosi neto energiju kroz putanju.
• Za stvaranje stacionarnog vala potrebna su dva identična propagirajuća vala.
• Amplituda stacionarnog vala mijenja se s udaljenošću, ali za danu točku amplituda ostaje fiksna. Amplituda svake pojedine točke vala koji se širi je ista, s obzirom da je val uniforman.
