종파

Longitudinal wave
평면 압력 펄스파

종파는 매체의 진동이 파동이 이동하는 방향과 평행하고 매체의 변위가 파동의 전파 방향과 동일한(또는 반대)인 파동입니다.기계적인 세로파는 매체를 통과할 때 압축과 희박함을 생성하기 때문에 압축파 또는 압축파라고도 불리며 압력파는 압력이 증가하고 감소하기 때문에 압력파를 생성합니다.늘어진 슬링키 완구의 길이를 따라 코일 간 거리가 늘어나거나 줄어드는 웨이브는 좋은 시각화입니다.실제 예로는 음파(압력, 변위 입자, 탄성 매체에서 전파되는 입자 속도)와 지진 P파(지진과 폭발에 의해 발생)가 있다.

또 다른 주요 유형의 파동은 매체의 변위가 전파 방향에 대해 직각인 횡파입니다.예를 들어, 횡파는 고체 물질(유체에는 해당되지 않음)의 일부 부피 음파를 나타냅니다. 이러한 음파는 또한 이러한 물질이 지원하는 (종방향) 압력파와 구별하기 위해 "전단파"라고도 합니다.

명명법

종파는 L파,[1] 횡파는 T파라고 불리기도 한다.지진학(L-wave for Love[2] wave 또는 long[3] wave)과 심전도학(T-wave 참조)에서는 이 두 가지 약어가 특별한 의미를 가지지만 일부 저자들은 물리학 서적에서는 [4]흔히 볼 수 없는 l-wave(L-wave)와 t-wave(T-wave)를 대신 사용한다.

음파

상세 정보:음향 이론

종방향 고조파 음파의 경우 주파수와 파장은 다음 공식으로 나타낼 수 있다.

여기서:

  • y는 이동 음파상의 점의 변위이다.
    2d 그리드상의 전방향 펄스파 전파 표현(경험적 형상)
  • x는 지점에서 파동 소스까지의 거리입니다.
  • t는 경과된 시간입니다.
  • y는0 진동의 진폭입니다.
  • c는 파도의 속도이다.
  • θ는 파동의 각진동수입니다.

x/c의 양은 파동이 거리 x를 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

파동의 일반 주파수(f)는 다음과 같습니다.

파장은 파동의 속도와 통상 주파수 사이의 관계로 계산할 수 있습니다.

음파의 경우 파동의 진폭은 방해받지 않은 공기의 압력과 파동에 의해 발생하는 최대 압력의 차이입니다.

소리의 전파 속도는 전파되는 매체의 종류, 온도 및 구성에 따라 달라집니다.

압력파

위에 주어진 유체 중의 소리의 방정식은 탄성 고체 중의 음파에도 적용된다.고체도 횡단파(지진학에서는 S파라고 함)를 지원하지만, 고체 내 종파는 물질의 밀도와 강성에 따라 속도와 파동 임피던스로 존재하며, 후자는 물질의 부피 [5]계수에 의해 설명된다.

2022년 5월, NASA는 페르세우스 은하단 [6][7]중심에 있는 블랙홀의 초음파(압력과 관련된 천문학적 데이터를 소리로 변환)를 보고했습니다.

전자기학

맥스웰의 방정식은 진공에서의 전자파의 예측으로 이어지는데, 이것은 엄밀하게는 횡파이다. 즉, 파동이 구성되는 전기장과 자기장은 파동의 [8]전파 방향에 수직이다.그러나 플라즈마파는 전자파가 아니라 하전 입자의 밀도파이기 때문에 종파이지만 전자장과 [8][9][10]결합할 수 있습니다.

맥스웰 방정식을 일반화하려는 헤비사이드의 시도 이후, 헤비사이드는 전자파가 "자유 공간"이나 균질 [11]매체에서 종파로 발견되지 않는다고 결론지었다.맥스웰의 방정식은 우리가 현재 이해하고 있는 것처럼 자유공간이나 다른 균일한 등방성 유전체에서는 전자파가 엄밀하게 횡단한다는 결론을 유지한다.단, 전자파는 복굴절 재료 또는 특히 젠넥파 등의 계면(예를 들어 표면파)[12]에서 불균일한 재료를 횡단할 때 전기장 및/또는 자기장에 세로 성분을 표시할 수 있다.

현대 물리학의 발달에서, 알렉산드루 프로카(1897-1955)는 거대한 벡터 스핀-1 중간자에 적용되는 그의 이름(프로카의 방정식)을 가진 상대론적 양자장 방정식을 개발한 것으로 알려져 있다.최근 수십 년 동안 스웨덴 왕립 학회의 장 피에르 비지에와 보 레흐네르트 같은 다른 이론가들은 디락 편광 진공에서 세로 전자파가 존재할 수 있다는 것을 암시하면서 광자 질량을 맥스웰 방정식의 세로 전자파 성분으로 증명하기 위해 프로카 방정식을 사용해 왔다.그러나 광자 정지 질량은 거의 모든 물리학자에 의해 강하게 의심받고 있으며 [citation needed]물리학의 표준 모델과 양립할 수 없다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Erhard Winkler(1997), Stone in Architecture: 특성, 내구성, 페이지 55 및 페이지 57, Springer Science & Business Media
  2. ^ 마이클 앨러비 (2008), 지구과학사전 (제3판), 옥스퍼드 대학 출판부
  3. ^ Dean A. Stahl, Karen Landen(2001), 약어사전, 제10판, 페이지 618, CRC Press
  4. ^ Francine Milford (2016), 튜닝 포크, 페이지 43~44
  5. ^ Weisstein, Eric W. 'P-Wave'에릭 바이스틴의 과학 세계
  6. ^ Watzke, Megan; Porter, Molly; Mohon, Lee (4 May 2022). "New NASA Black Hole Sonifications with a Remix". NASA. Retrieved 11 May 2022.
  7. ^ Overbye, Dennis (7 May 2022). "Hear the Weird Sounds of a Black Hole Singing - As part of an effort to "sonify" the cosmos, researchers have converted the pressure waves from a black hole into an audible … something". The New York Times. Retrieved 11 May 2022.
  8. ^ a b David J. Griffiths, 전기역학개론, ISBN 0-13-805326-X
  9. ^ 존 D. 잭슨, 고전 전기역학, ISBN 0-471-30932-X.
  10. ^ 제럴드 E.Marsh(1996), 무력 자기장, 세계과학, ISBN 981-02-2497-4
  11. ^ 헤비사이드, 올리버 "전자파 이론"부록: D. 압축 전기파 또는 자기파.Chelsea Pub Co; 제3판 (1971) 082840237X
  12. ^ Corum, K. L. 및 J. F. Corum, "제넥 표면파", Nikola Tesla, Lightning Observations, 그리고 고정파 부록 II. 1994. 1994.
  13. ^ Lakes, Roderic (1998). "Experimental Limits on the Photon Mass and Cosmic Magnetic Vector Potential". Physical Review Letters. 80 (9): 1826–1829. Bibcode:1998PhRvL..80.1826L. doi:10.1103/PhysRevLett.80.1826.

추가 정보

  • 바라단, V.K., 바순다라 5세 바라단, "탄성파 산란 및 전파"A.J. Devaney, H. Levine, T 등의 입상 매체에서 초음파 압축파의 산란으로 인한 감쇠플로나, 앤아버, 미시간, 앤아버 사이언스, 1982년
  • 샤프, 존 반 데어, 자프 CSchouten, Cor M. van den Beek, "가솔리드 유동층에서의 압력파의 실험적 관찰"미국 화학 기술자 협회뉴욕, 뉴욕, 1997년
  • Krishan, S.; Selim, A. A. (1968). "Generation of transverse waves by non-linear wave-wave interaction". Plasma Physics. 10 (10): 931–937. Bibcode:1968PlPh...10..931K. doi:10.1088/0032-1028/10/10/305.
  • Barrow, W.L. (1936). "Transmission of Electromagnetic Waves in Hollow Tubes of Metal". Proceedings of the IRE. 24 (10): 1298–1328. doi:10.1109/JRPROC.1936.227357. S2CID 32056359.
  • 러셀, 댄, "종파 및 횡파 운동"어쿠스틱 애니메이션, 펜실베니아 주립 대학교, 어쿠스틱스 대학원.
  • 종파, 애니메이션 '물리학 교실'