Ayrı bir zincirdeki dalgalar. Dalga polarizasyonu

Yüzey akustik dalgaları(SAW) - katı bir cismin yüzeyi boyunca veya diğer ortamlarla sınır boyunca yayılan elastik dalgalar. Yüzey aktif maddeler iki türe ayrılır: dikey polarizasyonlu ve yatay polarizasyonlu ( Aşk dalgaları).

Yüzey dalgalarının en yaygın özel durumları aşağıdakileri içerir:

Rayleigh dalgaları(veya Rayleigh), klasik anlamda, elastik bir yarı uzayın sınırı boyunca bir vakumla veya oldukça seyrekleştirilmiş gazlı bir ortamla yayılır.
katı-sıvı arayüzünde.
bir sıvı ve bir katı cismin sınırı boyunca uzanan
Stoneleigh Dalgası elastik modülleri ve yoğunlukları pek farklı olmayan iki katı ortamın düz sınırı boyunca yayılır.
Aşk dalgaları- elastik bir yarı uzay üzerinde elastik katman yapısında yayılabilen yatay polarizasyonlu (SH tipi) yüzey dalgaları.

Ansiklopedik YouTube

1 / 3

✪ Sismik dalgalar

✪ Boyuna ve enine dalgalar. Ses dalgaları. Ders 120

✪ Yedinci Ders: Dalgalar

Altyazılar

Bu videoda sismik dalgalardan biraz bahsetmek istiyorum. Konuyu yazalım. Birincisi, kendi başlarına çok ilginçler ve ikincisi, Dünya'nın yapısını anlamak için çok önemliler. Dünya'nın katmanlarıyla ilgili videomu zaten izlemiştiniz ve sismik dalgalar sayesinde gezegenimizin hangi katmanlardan oluştuğu sonucuna vardık. Sismik dalgalar genellikle depremlerle ilişkilendirilse de aslında bunlar yer boyunca ilerleyen herhangi bir dalgadır. Bir depremden, güçlü bir patlamadan ya da doğrudan yere ve taşa çok fazla enerji gönderebilen herhangi bir şeyden gelebilirler. Yani iki ana sismik dalga türü vardır. Ve bunlardan birine daha çok odaklanacağız. Birincisi yüzey dalgalarıdır. Hadi yazalım. İkincisi vücut dalgalarıdır. Yüzey dalgaları basitçe bir şeyin yüzeyi boyunca ilerleyen dalgalardır. Bizim durumumuzda, dünyanın yüzeyinde. Burada, çizimde yüzey dalgalarının neye benzediğini görebilirsiniz. Suyun yüzeyinde görülebilen dalgalanmalara benzerler. İki tür yüzey dalgası vardır: Rayleigh dalgaları ve Love dalgaları. Ayrıntıya girmeyeceğim ama burada Rayleigh dalgalarının yukarı ve aşağı hareket ettiğini görebilirsiniz. Dünyanın yukarı aşağı hareket ettiği yer burasıdır. Buraya doğru hareket ediyor. İşte bitti. Ve sonra - tekrar aşağı. Dünya boyunca uzanan bir dalgaya benziyor. Aşk dalgaları da yanlara doğru hareket eder. Yani burada dalga yukarı aşağı hareket etmiyor ama dalga yönüne bakarsanız sola doğru hareket ediyor. Burada sağa doğru hareket ediyor. Burada - sola. Burada - yine sağa. Her iki durumda da dalganın hareketi, hareket yönüne diktir. Bazen bu tür dalgalara enine dalgalar denir. Ve dediğim gibi bunlar sudaki dalgalar gibidir. Vücut dalgaları çok daha ilginçtir çünkü öncelikle en hızlı dalgalardır. Üstelik dünyanın yapısını incelemek için kullanılanlar da bu dalgalardır. Vücut dalgaları iki tiptedir. P dalgaları veya birincil dalgalar vardır. Ve S dalgaları veya ikincil. Burada görülebilirler. Bu tür dalgalar vücudun içinde hareket eden enerjidir. Ve sadece yüzeyinde değil. Wikipedia'dan indirdiğim bu resimde büyük bir taşa çekiçle nasıl vurulduğunu görebilirsiniz. Ve çekiç taşa vurunca... Daha büyük çizeyim. Burada bir taşım olacak ve ona çekiçle vuracağım. Taşı çarptığı yerde sıkıştıracaktır. Daha sonra çarpmanın enerjisi molekülleri itecek ve bu moleküller yandaki moleküllere çarpacak. Ve bu moleküller arkalarındaki moleküllere, onlar da yanlarındaki moleküllere çarpacak. Taşın bu sıkıştırılmış kısmının dalga şeklinde hareket ettiği ortaya çıktı. Bunlar sıkıştırılmış moleküllerdir, yakındaki moleküllere çarpacak ve ardından buradaki taş yoğunlaşacaktır. Tüm hareketi başlatan ilk moleküller yerlerine dönecektir. Bu nedenle sıkıştırma ilerledi ve daha da ilerleyecek. Sonuç bir sıkıştırma dalgasıdır. Buna çekiçle vurduğunuzda dalga yönünde hareket eden değişen bir yoğunluk elde edersiniz. Bizim durumumuzda moleküller aynı eksen üzerinde ileri geri hareket eder. Dalga yönüne paralel. Bunlar P dalgalarıdır. P dalgaları havada yayılabilir. Esas itibarıyla ses dalgaları sıkıştırma dalgalarıdır. Hem sıvılarda hem de katılarda hareket edebilirler. Ve çevreye bağlı olarak farklı hızlarda hareket ederler. Havada 330 m/s'lik bir hızla hareket ederler ki bu günlük yaşam için çok da yavaş değildir. Sıvı içinde 1500 m/s hızla hareket ederler. Dünya yüzeyinin büyük bir kısmını oluşturan granit ise 5.000 m/s hızla hareket etmektedir. Bunu bir kenara yazayım. Granitte 5.000 metre veya 5 km/s. Şimdi S dalgalarını çizeceğim çünkü bu çok küçük. Bu bölgeye çekiçle vurursanız, darbenin kuvveti taşı geçici olarak yana doğru hareket ettirecektir. Hafifçe deforme olacak ve taşın bitişik bölümünü kendisiyle birlikte çekecektir. Tepedeki bu kaya daha sonra aşağı çekilecek ve başlangıçta vurulan kaya yukarı çıkacak. Yaklaşık bir milisaniye sonra üstteki taş tabakası hafifçe sağa doğru deforme oluyor. Daha sonra zamanla deformasyon yukarı doğru hareket edecektir. Bu durumda dalganın da yukarı doğru hareket ettiğine dikkat edin. Ancak malzemenin hareketi artık P dalgalarında olduğu gibi eksene paralel değil, diktir. Bu dik dalgalara enine titreşimler de denir. Parçacıkların hareketi dalga hareketi eksenine diktir. Bunlar S dalgalarıdır. P dalgalarından biraz daha yavaş hareket ederler. Dolayısıyla deprem olsa ilk önce P dalgalarını hissedersiniz. Ve sonra, P dalgalarının yaklaşık %60'ı kadar bir hızda S dalgaları gelecektir. Dolayısıyla Dünya'nın yapısını anlamak için S dalgalarının yalnızca katı maddede hareket edebildiğini unutmamak önemlidir. Bunu bir kenara yazalım. Suda enine dalgalar gördüğünüzü söyleyebilirsiniz. Ancak yüzey dalgaları vardı. Ve vücut dalgalarını tartışıyoruz. Bir su hacmi içerisinde hareket eden dalgalardır. Hayal etmeyi kolaylaştırmak için biraz su çekeceğim, diyelim ki burada bir havuz olacak. Bağlamda. Bunun gibi bir şey. Evet daha iyi çizebilirdim. İşte havuzun kesit görünüşü ve umarım içinde neler olduğunu anlayabilirsiniz. Ve suyun bir kısmını, örneğin çok büyük bir şeyle vurarak sıkıştırırsam, su hızla sıkışacaktır. P dalgası hareket edebilecek çünkü su molekülleri yanlarındaki moleküllere, o da arkalarındaki moleküllere çarpacak. Ve bu sıkışma, bu P dalgası benim çarptığım yönde hareket edecek. Bu, P dalgasının hem sıvılarda hem de örneğin havada hareket edebildiğini gösterir. İyi. Ve su altı dalgalarından bahsettiğimizi unutmayın. Yüzeylerle ilgili değil. Dalgalarımız su hacminde hareket eder. Bir çekiç aldığımızı ve belirli bir hacimdeki suya yandan vurduğumuzu varsayalım. Bu da yalnızca bu yönde bir sıkıştırma dalgası yaratacaktır. Ve daha fazlası değil. Enine dalga oluşmayacaktır çünkü dalga, parçalarının bir yandan diğer yana salınmasına izin verecek esnekliğe sahip değildir. S dalgası yalnızca katılarda meydana gelen türden bir elastikiyet gerektirir. Aşağıda havada, sıvılarda ve katılarda hareket edebilen P dalgalarının ve S dalgalarının özelliklerinden yararlanarak dünyanın neden yapıldığını öğreneceğiz. Amara.org topluluğunun altyazıları

Rayleigh dalgaları

Sönümlü Rayleigh dalgaları

Katı-sıvı arayüzünde sönümlü Rayleigh tipi dalgalar.

Dikey polarizasyonlu sürekli dalga

Dikey polarizasyonlu sürekli dalga Belirli bir ortamda, bir sıvı ve bir katının sınırı boyunca ses hızında ilerleyen.

Birkaç elektromanyetik dalga aynı anda uzayın belirli bir bölgesine yayılırsa, o zaman her noktada örtüşme bölgesinde vektörler ve dalgalar geometrik olarak toplanır. Dalga süreçlerindeki süperpozisyon ilkesinin özü budur. Tutarlı dalgaların üst üste binmesi durumunda (aynı frekanslara sahip dalgalar veya uzaydaki her noktada salınım fazlarında sabit bir fark olan dalgalar), girişim olgusu gözlemlenir - dalga enerjisinin ortamın noktaları arasında yeniden dağıtılması maksimum ve minimum salınım enerjisi ile örtüşme alanı sürekli olarak korunur. Girişimin özel bir durumu, aynı frekansa sahip karşıt yayılan düzlem dalgaların (genellikle ilerleyen ve yansıyan dalgalar) üst üste bindirilmesiyle ortaya çıkan, duran dalga adı verilen bir dalga sürecidir. Uzayın sınırlı bir bölgesinde duran dalga oluşur.

Gezici dalga (10)

Yansıyan dalga (11)

o zaman vektör için denklemi benziyor

Nerede
- duran dalga genliği,
- aşaması,
- dalga vektörü,
- ilerleyen dalganın uzunluğu.

Bulunduğu noktalarda
(n=0,1,2,...) duran dalganın genliği en büyüktür. Bunlar onun antinodları. Bulunduğu noktalarda
(n=0,1,2,….), duran dalganın genliği sıfır olur. Bunlar duran dalga düğümleridir. Bitişik antinotlar arasındaki ve bitişik düğümler arasındaki mesafe şuna eşittir: .

Denklem (12)'den salınım fazının şu şekilde olduğu anlaşılmaktadır:
X'e bağlı olmadığı için komşu noktaların aynı anda maksimum ve minimum sapmalara ulaşması gerekir. Ancak bir düğümden geçerken faz tersine değişir, çünkü 2E 0 coskx çarpanı sıfırdan geçerken işaretini değiştirir.

Polarize dalgalar

Şekil 1'de gösterilen dalgaya doğrusal veya düzlemsel polarize denir çünkü vektör salınımının yönü (düzlemi) Ve hız vektörüne göre Dalganın yayılması sırasında değişmeden kalır. Elektromanyetik dalga polarizasyonunun başka, daha karmaşık biçimleri de vardır - eliptik (veya dairesel). Bu durumda uzayda yayılma sürecinde vektör Ve göre salınım yönünü değiştirir ancak ucu uzayda bir elips (veya daire) tanımlayacak şekilde. Polarize bir dalganın her zaman belirli bir yönelimi vardır. dalga yayılma yönüne göre (eksenel simetri).

Ancak gerçek koşullarda bu tür dalgalar yukarıdaki konumun ihlal edildiği durumlarda da gerçekleştirilebilir - vektör bir dalgada herhangi bir salınım yönüne sahip olabilir ve bazı yönlerde büyük bir genliğe sahip olabilir, diğerlerinde ise daha küçük bir genliğe sahip olabilir. Yani polarize olmayan dalgalar olabilir. Bu tür dalgalar, yayıcıdaki eksenel simetri eksikliği nedeniyle, dalgaların iki ortamın sınırlarında kırılması ve yansıması sırasında ve dalgaların anizotropik bir ortamda yayılması sırasında ortaya çıkabilir.

Özel analiz cihazlarıyla polarizasyonun varlığı veya yokluğu kontrol edilebilir. Radyo dalgaları (santimetre ve milimetre radyo dalgaları) için, örneğin paralel metal çubuklardan oluşan bir ızgara, analizör olarak kullanılabilir - polarizasyon ızgarası. Optik aralıktaki elektromanyetik dalgalar için, bir analizörün (polarizatör) rolü, doğal anizotropik kristaller veya ışığa karşı şeffaf anizotropik kristallerden kesilmiş plakalar tarafından gerçekleştirilir.

Elektromanyetik dalgalar bir polarizasyon ızgarasından geçtiğinde ne olacağını düşünelim (Şekil 3). Z ekseni boyunca yayılan bir santimetre dalganın X ve Y vektör bileşenlerine sahip olduğunu varsayalım. . Izgaradan bir dalga geçtiğinde tellerin üzerlerinde nasıl bir etkisi olur? Y bileşenleriyle başlayalım. Dalganın elektrik alanı metaldeki elektronların teller boyunca hareket etmesine neden olacaktır. Dalga periyodundan daha kısa bir sürede elektronlar sabit bir hıza ulaşacaktır. Dalga alanı elektronlar üzerinde iş yapacak ve enerjisinin bir kısmını onlara aktaracaktır. Buna karşılık elektronlar, bir iletkenin kristal kafesi ile çarpışmalar sırasında bu enerjiyi kısmen aktarır ve bu ısıya dönüşür. Bu ilk şey. İkincisi, çünkü Alternatif bir elektrik alanının etkisini yaşayan elektronlar, teller boyunca salınım hareketleri gerçekleştirir, daha sonra bunlar ikincil elektromanyetik dalgaların temel yayıcılarıdır. Elektronların enerjisinin çoğu yayılır. Hesaplama, Z ekseni olayına pozitif yönde bir ikincil dalga eklendiğinde bu dalgaların birbirini iptal ettiğini göstermektedir. elektron dalgası gelen dalgayı yok eder. Ters yönde (-Z), elektronların Y ekseni boyunca hareketinden kaynaklanan radyasyon yansıyan bir dalga üretir. Böylece tel çit hariç tutulur - iletilen dalgadaki bileşen. Vektörün X bileşenine ne olur? Telin sınırlı boyutu nedeniyle metal elektronları bu yönde serbestçe hareket edemez. Dolayısıyla Y boyunca hareket halinde olduğu gibi belirli bir son hıza ulaşmazlar, tellerin +X ve –X eksenlerine bakan yüzeyleri boyunca bir yüzey yükü oluştururlar. Yük, iletkenin içindeki dış alanı dengelemek için yeterli hale geldiğinde, tellerdeki elektronların hareketi duracaktır. Bu duruma gelen dalganın salınım periyodundan daha kısa bir sürede ulaşılır. Yani bu durumda elektronlar statik dengededir. Enerji yaymazlar veya absorbe etmezler. Bu nedenle tel çitten geçerken X bileşeni değişmeyecektir. Böylece polarizasyon ızgarası, vektör salınımlarının farklı yönlerine sahip dalgalar için seçici (seçici) iletim kapasitesine sahiptir. .

Ayrı bir zincirdeki dalgalar. Dalga polarizasyonu. Kayma dalgası hızı. Akan suyun kinetik enerji yoğunluğu.

Dalgalar.

Uzun zamandır bir dalganın görsel görüntüsü her zaman su yüzeyindeki dalgalarla ilişkilendirilmiştir. Ancak su dalgaları, sesin homojen izotropik bir ortamda yayılması gibi diğer birçok dalga sürecinden çok daha karmaşık bir olgudur. Bu nedenle dalga hareketinin incelenmesine sudaki dalgalarla değil, daha basit vakalarla başlamak doğaldır.

Ayrı bir zincirdeki dalgalar.

En kolay yol, birbirine bağlı sarkaçlardan oluşan sonsuz bir zincir boyunca yayılan bir dalgayı hayal etmektir (Şekil 192). Sonsuz bir zincirle başlıyoruz, böylece bir yönde yayılan bir dalgayı düşünebiliriz ve zincirin sonundan olası yansımasını düşünmeyebiliriz.

Pirinç. 192. Bağlı sarkaçlar zincirinde dalga Zincirin başlangıcında bulunan sarkaç, belirli bir frekans co ve genlik A ile harmonik salınım hareketine getirilirse, o zaman salınım hareketi zincir boyunca yayılacaktır. Titreşimlerin bir yerden başka bir yere yayılmasına dalga süreci veya dalga denir. Sönümün yokluğunda, zincirdeki diğer herhangi bir sarkaç, ilk sarkacın zorlanmış salınımlarını bir miktar faz gecikmesiyle tekrarlayacaktır. Bu gecikme, zincir boyunca salınımların yayılmasının belirli bir sonlu hızda meydana gelmesinden kaynaklanmaktadır. Titreşimlerin yayılma hızı, sarkaçları bağlayan yayın sertliğine ve sarkaçlar arasındaki bağlantının ne kadar güçlü olduğuna bağlıdır. Zincirdeki ilk sarkacın belirli bir yasaya göre hareket etmesi durumunda, denge konumundan yer değiştirmesi zamanın belirli bir fonksiyonu ise, o zaman sarkacın zincirin başlangıcından belli bir mesafe uzakta, zamanın herhangi bir anında yer değiştirmesi Birinci sarkacın zamanın daha erken bir anında yaptığı yer değiştirme ile tam olarak aynı olacak bir fonksiyonla tanımlanacaktır. Birinci sarkacın harmonik salınımlara maruz kalmasına izin verin ve denge konumundan yer değiştirmesi ifadeyle verilsin. Zincirin sarkaçlarının her biri, zincirin başlangıcından itibaren bulunduğu mesafe ile karakterize edilir. Bu nedenle, bir dalganın geçişi sırasında denge konumundan yer değiştirmesi doğal olarak ile gösterilir. O zaman yukarıda söylenenlere uygun olarak elimizde denklemle açıklanan dalgaya monokromatik denir. Monokromatik bir dalganın karakteristik bir özelliği, sarkacın her birinin belirli bir frekansta sinüzoidal bir salınım gerçekleştirmesidir. Bir dalganın sarkaç zinciri boyunca yayılmasına enerji ve momentum aktarımı eşlik eder. Ancak bu durumda kütle aktarımı gerçekleşmez: Denge konumu etrafında salınan her sarkaç ortalama olarak yerinde kalır.

Dalga polarizasyonu. Sarkaçların salınım yönüne bağlı olarak farklı polarizasyona sahip dalgalardan söz ederler. Sarkaçlar, Şekil 2'deki gibi dalga yayılma yönü boyunca salınırsa. 192, o zaman dalgaya boyuna denir, eğer enine denirse. Tipik olarak, farklı polarizasyona sahip dalgalar farklı hızlarda hareket eder. Söz konusu bağlı sarkaç zinciri, toplu parametrelere sahip mekanik bir sistemin bir örneğidir.

Dalgaların yayılabileceği toplu parametrelere sahip bir sistemin başka bir örneği, hafif yaylarla birbirine bağlanan bir top zinciridir (Şekil 193). Böyle bir sistemde inert özellikler bilyalarda, elastik özellikler ise yaylarda yoğunlaşır. Bir dalga yayıldığında, titreşimin kinetik enerjisi topların üzerinde, potansiyel enerji ise yayların üzerinde lokalize olur. Yaylarla birbirine bağlanan böyle bir top zincirinin, örneğin elastik bir ip gibi dağıtılmış parametrelere sahip tek boyutlu bir sistemin modeli olarak düşünülebileceğini hayal etmek kolaydır. Bir ipte her uzunluk elemanı hem kütle, inert özelliklere, hem de sertlik, elastik özelliklere sahiptir. Gerilmiş bir ipteki dalgalar. Sonsuz bir şekilde gerilmiş bir sicimde yayılan enine tek renkli bir dalgayı düşünelim. İpin ön gerilimi gereklidir, çünkü gerilmemiş esnek bir ip, katı bir çubuktan farklı olarak, yalnızca çekme deformasyonu açısından elastiktir, ancak sıkıştırma açısından elastik değildir. Bir ipteki tek renkli bir dalga, bir sarkaç zincirindeki bir dalgayla aynı ifadeyle tanımlanır. Ancak artık ipin her bir elemanı ayrı bir sarkacın rolünü oynuyor, bu nedenle sarkacın denge konumunu karakterize eden denklemdeki değişken sürekli değerler alıyor. Bir dalganın geçişi sırasında herhangi bir sicim elemanının denge konumundan yer değiştirmesi, iki zaman değişkeninin ve bu elemanın denge konumunun bir fonksiyonudur. Formülde belirli bir dize öğesini sabitlersek, işlev sabitlendiğinde seçilen dize öğesinin zamana bağlı olarak yer değiştirmesini verir. Bu karıştırma, frekans ve genliğe sahip harmonik bir salınımdır. İpin bu elemanının titreşiminin başlangıç aşaması denge konumuna bağlıdır. İpin tüm elemanları, tek renkli bir dalgayı geçerken, aynı frekans ve genlikte, ancak fazları farklı olan harmonik titreşimler gerçekleştirir.

Dalga boyu.

Bunu formülde sabitlersek ve tüm sicimi aynı anda ele alırsak, o zaman fonksiyon sabitlendiğinde, bir dalganın anlık fotoğrafı gibi sicimin tüm elemanlarının yer değiştirmelerinin anlık bir resmini verir. Bu “fotoğrafta” donmuş bir sinüzoidi göreceğiz (Şekil 194). Bu sinüs dalgasının periyoduna, yani bitişik tümsekler veya çukurlar arasındaki mesafeye dalga boyu denir. Formülden dalga boyunun dalganın frekansı, hızı ve salınım periyodunun oranı ile ilişkili olduğunu bulabiliriz. Bu "donmuş" sinüzoidin eksen boyunca hızla hareket ettirilmesi durumunda dalga yayılımının resmi hayal edilebilir.

Pirinç. 194. İpin farklı noktalarının aynı anda yer değiştirmesi. Pirinç. 195. İp noktalarının belirli bir andaki yer değiştirmelerinin resimleri. Şekil 2'de bir dalganın zaman içindeki anlardaki iki ardışık "anlık görüntüsü" gösterilmektedir. 195. Formüle göre dalga boyunun, herhangi bir tümseğin salınım süresi boyunca kat ettiği mesafeye eşit olduğu görülmektedir.

Kayma dalgası hızı.

Bir ipteki monokromatik enine dalganın yayılma hızını belirleyelim. Genliğin dalga boyuna göre küçük olduğunu varsayacağız. Dalganın u hızıyla sağa doğru ilerlemesine izin verin. Yeni bir referans çerçevesine geçelim, ip boyunca u dalgasının hızına eşit bir hızla hareket edelim. Bu referans çerçevesi de eylemsizdir ve dolayısıyla içinde Newton yasaları geçerlidir. Bu referans çerçevesinden, dalga donmuş bir sinüs dalgası gibi görünür ve ipin maddesi bu sinüs dalgası boyunca sola doğru kayar: ipin önceden renklendirilmiş herhangi bir elemanı sinüs dalgası boyunca kaçıyor gibi görünecektir. hızla sola.

Pirinç. 196. Bir ipteki dalganın yayılma hızını hesaplamak. Bu referans çerçevesinde, uzunluğu sinüzoidin tepesinde olduğu andaki dalga boyundan çok daha kısa olan bir sicim elemanını ele alalım (Şekil 196). Newton'un ikinci yasasını bu elemente uygulayalım. İpin komşu bölümlerinden elemana etki eden kuvvetler, Şekil 2'de vurgulanan daire içinde gösterilmektedir. 196. İp elemanlarının yer değiştirmelerinin dalganın yayılma yönüne dik olduğu enine bir dalga dikkate alındığından, çekme kuvvetinin yatay bileşeni. basınç tüm tel boyunca sabittir. Söz konusu kesitin uzunluğu nedeniyle seçilen elemana etki eden çekme kuvvetlerinin yönleri hemen hemen yataydır ve modülleri eşit kabul edilebilir. Bu kuvvetlerin sonucu aşağı yönlü ve eşittir. Söz konusu elemanın hızı eşittir ve sola doğru yönlendirilir ve sinüzoidal yörüngesinin tümseğe yakın küçük bir bölümü, yarıçaplı bir dairenin yayı olarak düşünülebilir. Dolayısıyla bu tel elemanının ivmesi aşağı doğru ve eşittir. Bir sicim elemanının kütlesi, sicim malzemesinin yoğunluğu ve dalga yayılımı sırasındaki deformasyonların küçüklüğü nedeniyle bir dalganın yokluğunda olduğu gibi kabul edilebilecek enine kesit alanı olarak temsil edilebilir. Newton'un ikinci yasasına dayanmaktadır. Bu, gerilmiş bir ipte küçük genlikli bir enine monokromatik dalganın istenen yayılma hızıdır. Bunun yalnızca gerilmiş telin mekanik gerilimine ve yoğunluğuna bağlı olduğu, genlik ve dalga boyuna bağlı olmadığı görülebilir. Bu, herhangi bir uzunluktaki enine dalgaların gerilmiş bir ipte aynı hızda yayıldığı anlamına gelir. Örneğin, aynı genliklere ve benzer frekanslara sahip iki monokromatik dalga bir dizide aynı anda birlikte yayılırsa, bu monokromatik dalgaların "anlık fotoğrafları" ve sonuçta ortaya çıkan dalga, Şekil 2'de gösterilen forma sahip olacaktır. 197.

Bir dalganın tümseğinin diğerinin tümseğiyle çakıştığı yerde, ortaya çıkan dalgadaki karışım maksimumdur. Bireysel dalgalara karşılık gelen sinüzoidler z ekseni boyunca aynı hızla ilerlediği için ortaya çıkan eğri, şeklini değiştirmeden aynı hızda ilerler. Bunun herhangi bir biçimdeki bir dalga bozukluğu için doğru olduğu ortaya çıktı: herhangi bir türdeki enine dalgalar, şekillerini değiştirmeden gerilmiş bir sicim üzerinde yayılır. Dalga dağılımı hakkında. Monokromatik dalgaların yayılma hızı dalga boyuna veya frekansa bağlı değilse dağılım olmadığını söylerler. Yayılım sırasında herhangi bir dalganın şeklinin korunması, dağılımın yokluğunun bir sonucudur. Sürekli elastik ortamda yayılan herhangi bir türde dalga için dağılım yoktur. Bu durum boyuna dalgaların hızının bulunmasını oldukça kolaylaştırır.

Boyuna dalgaların hızı.

Örneğin, dik bir ön kenarı olan uzunlamasına bir bozukluğun yayıldığı uzun elastik bir alan çubuğunu ele alalım. Zamanın bir noktasında, hızla hareket eden bu cephenin, cephenin sağında koordinatlı bir noktaya ulaşmasına izin verin; çubuğun tüm noktaları hala hareketsizdir. Bir süre sonra ön taraf belli bir mesafe sağa doğru hareket edecektir (Şek. 198). Bu katmanda tüm parçacıklar aynı hızda hareket eder. Bu süre sonunda çubuğun o anda dalga cephesinde bulunan parçacıkları çubuk boyunca belli bir mesafe hareket edeceklerdir. Momentumun korunumu yasasını, çubuğun zaman içindeki dalga sürecine dahil olan kütlesine uygulayalım. Çubuk elemanının deformasyonu yoluyla kütleye etki eden kuvveti Hooke yasasını kullanarak ifade edelim. Çubuğun seçilen elemanının uzunluğu eşittir ve kuvvet etkisi altında uzunluğundaki değişiklik eşittir. Bu nedenle bulduğumuz yardımıyla bu değeri yerine koyarsak elastik bir çubuktaki boyuna ses dalgalarının hızının yalnızca Young modülüne ve yoğunluğuna bağlı olduğunu elde ederiz. Çoğu metalde bu hızın yaklaşık olarak olduğunu görmek kolaydır. Elastik bir ortamda boyuna dalgaların hızı her zaman enine dalgaların hızından daha büyüktür. Örneğin, gerilmiş esnek bir ipteki boyuna ve enine dalgaların hızlarını u(karşılaştıralım. Küçük deformasyonlarda elastik sabitler uygulanan kuvvetlere bağlı olmadığından, gerilmiş bir ipteki boyuna dalgaların hızı şuna bağlı değildir: Bu hızı, daha önce bulunan enine dalgaların hızı u ile karşılaştırmak için, formülde yer alan ipin çekme kuvvetini, bu ön gerilim nedeniyle ipin göreceli deformasyonu yoluyla ifade ediyoruz. Değeri formülde yerine koyarak şunu elde ederiz: Böylece, gergin bir sicimdeki enine dalgaların hızı, uzunlamasına dalgaların hızından önemli ölçüde daha düşük olduğu ortaya çıkar, dolayısıyla e siciminin göreceli gerilmesi birlikten çok daha azdır. Enerji.Dalgalar yayıldığında, enerji maddeyi aktarmadan aktarılır.Elastik bir ortamdaki bir dalganın enerjisi, maddenin salınan parçacıklarının kinetik enerjisinden ve ortamın elastik deformasyonunun potansiyel enerjisinden oluşur.Örneğin, bir düşünün elastik çubukta boyuna dalga. Zamanın sabit bir anında, çubuğun bazı noktaları şu anda hareketsiz olduğundan, diğerleri tam tersine maksimum hızda hareket ettiğinden, kinetik enerji çubuğun hacmi boyunca eşit olmayan bir şekilde dağıtılır. Aynı şey potansiyel enerji için de geçerlidir, çünkü şu anda çubuğun bazı elemanları deforme olmazken diğerleri maksimuma kadar deforme olur. Bu nedenle dalga enerjisini ele alırken kinetik ve potansiyel enerjilerin yoğunluğunu hesaba katmak doğaldır. Ortamın her noktasındaki dalga enerjisi yoğunluğu sabit kalmaz, dalga geçtikçe periyodik olarak değişir: Enerji dalga ile birlikte yayılır.

Neden bir enine dalga gerilmiş bir ipte yayıldığında, ip gerilim kuvvetinin boyuna bileşeni tüm ip boyunca aynı oluyor ve dalga geçtikçe değişmiyor?

Tek renkli dalgalar nelerdir? Tek renkli bir dalganın uzunluğu frekans ve yayılma hızıyla nasıl ilişkilidir? Hangi durumlarda dalgalara boyuna, hangi durumlarda enine denir? Dalga yayılma hızının ne kadar büyük olduğunu, ortamın bozulan bölümünü denge durumuna döndürme eğiliminde olan kuvvetin ne kadar büyük olduğunu ve ne kadar azsa bu bölümün eylemsizliğinin de o kadar büyük olduğunu nitel akıl yürütme kullanarak gösterin. Ortamın hangi özellikleri boyuna dalgaların hızını ve enine dalgaların hızını belirler? Gerilmiş bir ipteki bu tür dalgaların hızları birbiriyle nasıl ilişkilidir?

Yürüyen bir dalganın kinetik enerji yoğunluğu.

Denklemin tanımladığı tek renkli elastik bir dalgadaki kinetik enerji yoğunluğunu ele alalım. Düzlemler arasındaki çubukta, deforme olmamış durumdaki uzunluğu dalga boyundan çok daha az olacak şekilde küçük bir eleman seçelim. Daha sonra dalga yayılımı sırasında bu elemandaki çubuğun tüm parçacıklarının hızları aynı kabul edilebilir. Formülü kullanarak, zamanın bir fonksiyonu olarak ve söz konusu çubuk elemanının konumunu karakterize eden değerin sabitleneceğini dikkate alarak hızı buluruz. Çubuğun seçilen elemanının kütlesi, dolayısıyla zaman anındaki kinetik enerjisi ifadesini kullanarak, zamanın o noktasındaki kinetik enerjinin yoğunluğunu buluruz. Potansiyel enerji yoğunluğu. Dalganın potansiyel enerji yoğunluğunu hesaplamaya geçelim. Çubuğun seçilen elemanının uzunluğu, dalganın uzunluğuna göre küçük olduğundan, bu elemanın dalgadan kaynaklanan deformasyonu homojen kabul edilebilir. Bu nedenle potansiyel gerinim enerjisi, söz konusu çubuk elemanının geçen bir dalganın neden olduğu uzaması olarak yazılabilir. Bu uzantıyı bulmak için, seçilen elemanı sınırlayan düzlemlerin belirli bir andaki konumunu dikkate almanız gerekir. Denge konumu bir koordinatla tanımlanan herhangi bir düzlemin anlık konumu, sabit bir fonksiyon olarak kabul edilen bir fonksiyon tarafından belirlenir. Bu nedenle, Şekil 2'de görülebileceği gibi, incelenen çubuk elemanının uzaması. 199, eşittir Bu elemanın bağıl uzaması, bu ifadede limite gidersek, fonksiyonun sabit değişkene göre türevine dönüşür. Elde ettiğimiz formülü kullanarak

Pirinç. 199. Çubuğun bağıl uzamasını hesaplamak Şimdi potansiyel enerjinin ifadesi şu şekli alır ve zamanın bir anında bir noktadaki potansiyel enerjinin yoğunluğu ilerleyen dalganın Enerjisidir. Boyuna dalgaların yayılma hızı nedeniyle formüllerin sağ tarafları çakışmaktadır. Bu, ilerleyen uzunlamasına elastik bir dalgada, ortamın herhangi bir noktasında, zamanın herhangi bir anında kinetik ve potansiyel enerji yoğunluklarının eşit olduğu anlamına gelir. Dalga enerjisi yoğunluğunun sabit bir zamanda koordinata bağımlılığı Şekil 2'de gösterilmektedir. 200. Kinetik ve potansiyel enerjilerin antifazda değiştiği lokalize salınımların (osilatör) aksine, ilerleyen bir dalgada kinetik ve potansiyel enerjilerin salınımlarının aynı fazda meydana geldiğini belirtelim. Ortamın her noktasındaki kinetik ve potansiyel enerjiler aynı anda maksimum değerlere ulaşır ve aynı anda sıfır olur. Kinetik ve potansiyel enerji yoğunluğunun anlık değerlerinin eşitliği, belirli bir yönde yayılan dalgaların ilerleyen dalgalarının genel bir özelliğidir. Bunun aynı zamanda gerilmiş esnek bir ipteki enine dalgalar için de geçerli olduğu görülebilir. Pirinç. 200. Ortam parçacıklarının yer değiştirmesi ve ilerleyen bir dalgada enerji yoğunluğu

Şimdiye kadar dalgaların yalnızca tek bir yönde sonsuz yayılımı olan bir sistemde yayıldığını düşündük: bir sarkaç zincirinde, bir ipte, bir çubukta. Ancak dalgalar sonsuz boyutlara sahip bir ortamda da her yöne yayılabilir. Böyle sürekli bir ortamda dalgalar, uyarılma yöntemlerine bağlı olarak farklı türlerde gelir. Düzlem dalga. Örneğin sonsuz bir düzlemin harmonik salınımlarının bir sonucu olarak bir dalga ortaya çıkarsa, homojen bir ortamda bu düzleme dik bir yönde yayılır. Böyle bir dalgada, yayılma yönüne dik herhangi bir düzlem üzerinde bulunan ortamın tüm noktalarının yer değiştirmesi tamamen aynı şekilde gerçekleşir. Ortamda dalga enerjisi emilmiyorsa ortamdaki noktaların salınımlarının genliği her yerde aynıdır ve yer değiştirmeleri formülle verilir. Böyle bir dalgaya düzlem dalga denir.

Küresel dalga.

Titreşimli bir top tarafından homojen izotropik elastik bir ortamda farklı türde bir küresel dalga yaratılır. Böyle bir dalga her yöne aynı hızla yayılır. Dalga yüzeyleri, sabit fazlı yüzeyler eşmerkezli kürelerdir. Ortamda enerji emiliminin yokluğunda, küresel bir dalganın genliğinin merkeze olan mesafeye bağımlılığını belirlemek kolaydır. Dalga enerjisinin genliğin karesiyle orantılı akışı her kürede aynı olduğundan, dalganın genliği merkezden uzaklıkla ters orantılı olarak azalır. Boyuna küresel bir dalganın denklemi, dalganın merkezinden belli bir mesafedeki salınımların genliği olan bir forma sahiptir.

İlerleyen bir dalganın aktardığı enerji, dalganın frekansına ve genliğine nasıl bağlıdır?

Düzlem dalga nedir? Küresel dalga mı? Düzlem ve küresel dalgaların genlikleri mesafeye nasıl bağlıdır?

İlerleyen bir dalgada kinetik enerjinin ve potansiyel enerjinin neden aynı fazda değiştiğini açıklayın.

Uluslararası bilimsel ve pratik konferans

"Bilime ilk adımlar"

Araştırma

"Suyun yüzeyindeki dalgalar."

Dychenkova Anastasia,

Safronova Alena,

Danışman:

Eğitim kurumu:

MBOU Ortaokulu No. 52, Bryansk.

DIV_ADBLOCK252">

Dalgaların temel özellikleri şunlardır:

1) emilim;

2) saçılma;

3) yansıma;

4) kırılma;

5) girişim;

8) polarizasyon.

Herhangi bir sürecin dalga doğasının girişim ve kırınım olgularıyla kanıtlandığına dikkat edilmelidir.

Dalgaların bazı özelliklerine daha detaylı bakalım:

Duran dalgaların oluşumu.

Doğrudan ve yansıyan ilerleyen dalgalar üst üste geldiğinde duran bir dalga ortaya çıkar. Ayakta durma denir çünkü birincisi düğümler ve antinotlar uzayda hareket etmez, ikincisi ise uzayda enerji aktarmaz.

L uzunluğu boyunca tam sayıda yarım dalga sığarsa kararlı bir duran dalga oluşur.

Serbest titreşime sahip herhangi bir elastik cismin (örneğin bir telin) temel bir tonu ve armonileri vardır. Elastik bir gövde ne kadar fazla tona sahipse, sesi o kadar güzel olur.

Duran dalgaların uygulama örnekleri:

Rüzgarlı müzik aletleri (org, trompet)

Yaylı müzik aletleri (gitar, piyano, keman)

Diyapazonlar

Dalga girişimi.

Dalga girişimi, tutarlı dalgalar üst üste bindirildiğinde uzaydaki salınımların genliğinin zaman içinde istikrarlı bir dağılımıdır.

Aynı frekanslara sahiptirler;

Belirli bir noktaya gelen dalgaların faz kayması sabit bir değerdir, yani zamana bağlı değildir.

Belirli bir noktada, dalga yollarındaki fark tek sayıda yarım dalgaya eşitse girişim sırasında minimum gözlemlenir.

Belirli bir noktada, dalga yolu farkı çift sayıda yarım dalgaya veya tam sayıda dalga boyuna eşitse girişim sırasında bir maksimum gözlenir.

Girişim sırasında dalga enerjisinin yeniden dağılımı meydana gelir, yani minimum noktaya neredeyse hiç enerji ulaşmaz ve daha fazlası maksimum noktaya ulaşır.

Dalga kırınımı.

Dalgalar engellerin etrafından bükülebilir. Böylece deniz dalgaları, boyutları dalga boyundan küçükse veya onunla karşılaştırılabilirse, sudan çıkan bir taşın etrafında serbestçe bükülür. Taşın arkasında sanki hiç yokmuş gibi dalgalar yayılıyor. Aynı şekilde gölete atılan taştan çıkan dalga da sudan çıkan bir dalın etrafında kıvrılır. Yalnızca dalga boyuna kıyasla büyük boyutlu bir engelin arkasında bir "gölge" oluşur: dalgalar engelin ötesine geçmez.

Ses dalgaları aynı zamanda engellerin etrafından bükülme özelliğine de sahiptir. Arabanın kendisi görünmediğinde evin köşesinden bir arabanın korna sesini duyabilirsiniz. Ormandaki ağaçlar yoldaşlarınızı gizler. Onları kaybetmemek için çığlık atmaya başlarsın. Ses dalgaları, ışıktan farklı olarak ağaç gövdelerinin etrafında serbestçe bükülür ve sesinizi yoldaşlarınıza taşır.

Kırınım, homojen bir ortamda dalgaların doğrusal yayılımı yasasının ihlali veya dalgaların engellerin etrafında bükülmesi olgusudur.

Dalganın yolunda yarık olan bir ekran var:

Yarık uzunluğu dalga boyundan çok daha fazladır. Hiçbir kırınım gözlenmez.

Yarık uzunluğu dalga boyuyla orantılıdır. Kırınım gözlenir.

Dalganın yolunda bir engel var:

Engelin boyutu dalga boyundan çok daha büyüktür. Hiçbir kırınım gözlenmez.

Engelin boyutu dalga boyuyla orantılıdır. Kırınım gözlenir (dalga bir engelin etrafında bükülür).

Kırınım gözlemleme koşulu: dalga boyu engelin, boşluğun veya bariyerin boyutuyla orantılıdır

Pratik kısım.

Deneyleri gerçekleştirmek için “Dalga Banyosu” cihazını kullandık.

İki dairesel dalganın girişimi.

Banyoya su dökün. İki dairesel dalga oluşturmak için memeyi içine indiriyoruz.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image008_25.jpg" width = "295" height = "223 src = ">

Alternatif açık ve koyu çizgiler. Fazların aynı olduğu noktalarda salınımların genliği artar;

Kaynaklar tutarlıdır.

Dairesel dalga.

Olay ve yansıyan dalgaların girişimi.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image010_18.jpg" width = "285" height = "214 src = ">

Sonuç: Girişimi gözlemlemek için dalga kaynaklarının tutarlı olması gerekir.

Düzlem dalgaların girişimi.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image012_16.jpg" width = "302" height = "226 src = ">

Duran dalgalar.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image014_13.jpg" width = "196" height = "263 src = ">

1. Vibratörde düz bir dalga oluşturmak ve ekranda düzlem dalgaların sabit bir resmini elde etmek için bir ağızlık takın.

2. Dalga cephesine paralel reflektör bariyer yerleştirdik.

3. İki engelden bir köşe reflektörünün analogunu monte edin ve küvete daldırın. Duran dalgayı iki boyutlu (örgü) bir yapı olarak göreceksiniz.

4. Durağan dalga elde etmenin kriteri, antinodların bulunduğu noktalardaki yüzey şeklinin, bu noktalarda herhangi bir yer değiştirme olmaksızın dışbükeyden (açık noktalar) içbükey (karanlık noktalara) geçişidir.

Bir dalganın bir engel tarafından kırılması.

Düzlem dalga radyasyonunun kararlı bir resmini elde ettik. Yayıcıdan yaklaşık 50 mm mesafeye bir engel (silgi) yerleştirin.

Silginin boyutunu küçülterek aşağıdakileri elde ederiz: (a, silginin uzunluğudur)

https://pandia.ru/text/78/151/images/image016_10.jpg" width = "262" height = "198 src = ">

a = 8 cm a = 7 mm

https://pandia.ru/text/78/151/images/image018_8.jpg" width = "274" height = "206 src = ">

a = 4,5 mm a = 1,5 mm

Sonuç: a > λ kırınım gözlenirse kırınım gözlenmez,

Eğer bir< λ, следовательно, волна огибает препятствия.

Dalga boyunun belirlenmesi.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image020_5.jpg" genişlik = "290" yükseklik = "217 src = ">

Dalga boyu λ bitişik tepeler veya çukurlar arasındaki mesafedir. Ekrandaki görüntü gerçek nesneye göre 2 kat büyütülür.

λ =6 mm / 2 = 3 mm.

Dalga boyu yayıcının konfigürasyonuna (düz veya yuvarlak dalga) bağlı değildir. λ =6 mm / 2 = 3 mm.

https://pandia.ru/text/78/151/images/image022_5.jpg" width = "278" height = "208 src = ">

Dalga boyu λ vibratörün frekansına bağlıdır; vibratörün frekansı arttıkça dalga boyu azalacaktır.

λ =4 mm / 2 = 2 mm.

Sonuçlar.

1. Paraziti gözlemlemek için dalga kaynaklarının tutarlı olması gerekir.

2. Engelin genişliği dalga boyundan büyükse kırınım gözlenmez, engelin genişliği dalga boyundan küçükse kırınım gözlenir, dolayısıyla dalga engellerin etrafında bükülür.

3. Dalga boyu, emitörün konfigürasyonuna (düz veya yuvarlak dalga) bağlı değildir.

4. Dalga boyu vibratörün frekansına bağlıdır, vibratörün frekansı arttıkça dalga boyu azalır.

5. Bu çalışma 9. ve 11. sınıflarda dalga olaylarını incelerken kullanılabilir.

Kaynakça:

1. Landsberg fizik ders kitabı. M.: Nauka, 1995.

2., Kikoin 9. sınıf. M.: Eğitim, 1997.

3. Çocuklar için ansiklopedi. Avanta +. T.16, 2000.

4. Genel fizikten Savelyev. Kitap 1.M.: Bilim, 2000.

5. İnternet kaynakları:

http://tr. wikipedia. org/wiki/Wave

http://www. /makale/dizin. php? id_article=1898

http://www. /düğüm/1785

Dalga(Dalga, dalgalanma, deniz) - sıvı ve hava parçacıklarının yapışması nedeniyle oluşur; Suyun pürüzsüz yüzeyi boyunca kayan hava, ilk başta dalgalanmalar yaratır ve ancak o zaman eğimli yüzeylerine etki ederek yavaş yavaş su kütlesinin çalkalanmasını geliştirir. Deneyimler su parçacıklarının ileri doğru hareket etmediğini göstermiştir; yalnızca dikey olarak hareket eder. Deniz dalgaları suyun deniz yüzeyinde belli aralıklarla meydana gelen hareketidir.

Dalganın en yüksek noktasına denir tarak veya dalganın tepesi ve en alçak noktası ayak tabanı. Yükseklik Bir dalganın tepe noktasından tabanına olan uzaklığıdır ve uzunluk bu iki çıkıntı veya taban arasındaki mesafedir. İki tepe veya çukur arasındaki süreye ne denir dönem dalgalar.

Ana sebepler

Ortalama olarak, okyanustaki bir fırtına sırasında bir dalganın yüksekliği 7-8 metreye ulaşır, genellikle uzunluğu uzayabilir - fırtına sırasında 150 metreye ve 250 metreye kadar.

Çoğu durumda, deniz dalgaları rüzgar tarafından oluşturulur.Bu tür dalgaların gücü ve boyutu, rüzgarın kuvvetinin yanı sıra süresine ve "hızlanmasına" - rüzgarın suya etki ettiği yolun uzunluğuna - bağlıdır. yüzey. Bazen kıyıya vuran dalgalar kıyıdan binlerce kilometre uzaktan kaynaklanabilmektedir. Ancak deniz dalgalarının oluşmasında başka birçok faktör daha vardır: Bunlar Ay ve Güneş'in gelgit kuvvetleri, atmosfer basıncındaki dalgalanmalar, su altı volkanlarının patlaması, su altı depremleri ve deniz gemilerinin hareketidir.

Diğer su kütlelerinde gözlenen dalgalar iki tipte olabilir:

1) Rüzgâr Rüzgarın yarattığı, rüzgarın etkisi sona erdikten sonra sabit bir karakter kazanan ve yerleşik dalgalar veya kabarma olarak adlandırılan; Rüzgar dalgaları, rüzgarın su yüzeyindeki hareketi (hava kütlelerinin hareketi), yani enjeksiyon nedeniyle oluşur. Aynı rüzgarın buğday tarlasının yüzeyindeki etkisini fark ederseniz, dalgaların salınım hareketlerinin nedenini anlamak kolaylaşır. Dalgaları oluşturan rüzgar akışlarının tutarsızlığı açıkça görülmektedir.

2) Hareket dalgaları Duran dalgalar, depremler sırasında dipteki güçlü sarsıntıların bir sonucu olarak veya örneğin atmosfer basıncındaki keskin bir değişiklikle heyecanlanarak oluşur. Bu dalgalara tek dalga da denir.

Gelgit ve akıntılardan farklı olarak dalgalar su kütlelerini hareket ettirmez. Dalgalar hareket eder ama su yerinde kalır. Dalgaların üzerinde sallanan bir tekne, dalgayla birlikte sürüklenip gitmez. Sadece yer çekimi kuvveti sayesinde eğimli bir yamaçta hafifçe hareket edebilecektir. Bir dalgadaki su parçacıkları halkalar boyunca hareket eder. Bu halkalar yüzeyden uzaklaştıkça küçülür ve sonunda tamamen kaybolur. 70-80 metre derinlikte bulunan bir denizaltının içinde olduğunuz için yüzeydeki en şiddetli fırtınada bile deniz dalgalarının etkisini hissetmezsiniz.

Deniz dalgalarının türleri

Dalgalar, onlara neden olan rüzgarın kesilmesinden çok sonra bile şekil değiştirmeden ve neredeyse hiç enerji kaybetmeden çok uzun mesafelere gidebilirler. Kıyıya vuran deniz dalgaları, yolculuk sırasında biriken muazzam enerjiyi açığa çıkarır. Sürekli kırılan dalgaların kuvveti kıyının şeklini farklı şekillerde değiştirir. Yayılan ve yuvarlanan dalgalar kıyıyı yıkar ve bu nedenle denir. yapıcı. Kıyıya çarpan dalgalar yavaş yavaş kıyıyı yok ediyor ve onu koruyan kumsalları silip süpürüyor. Bu yüzden onlara denir yıkıcı.

Kıyıdan uzaktaki alçak, geniş, yuvarlak dalgalara kabarma denir. Dalgalar su parçacıklarının daire ve halka oluşturmasına neden olur. Halkaların boyutu derinlik arttıkça azalır. Dalga eğimli kıyıya yaklaştıkça içindeki su parçacıkları giderek düzleşen ovaller çizer. Kıyıya yaklaşan deniz dalgaları artık ovallerini kapatamaz ve dalga kırılır. Sığ suda su parçacıkları artık ovallerini kapatamaz ve dalga kırılır. Burunlar daha sert kayalardan oluşur ve sahilin bitişik kesimlerine göre daha yavaş aşınır. Dik, yüksek deniz dalgaları tabandaki kayalık uçurumları aşındırarak nişler oluşturur. Bazen uçurumlar çöküyor. Dalgaların düzleştirdiği teras, denizin tahrip ettiği kayalardan geriye kalan tek şey. Bazen su, kayadaki dikey çatlaklar boyunca yukarıya doğru yükselir ve yüzeye çıkarak bir huni oluşturur. Dalgaların yıkıcı gücü kayadaki çatlakları genişleterek mağaralar oluşturur. Dalgalar her iki taraftaki kayayı bir kırılma noktasında buluşana kadar aşındırdığında kemerler oluşur. Kemerin üstü denize düştüğünde taş sütunlar kalır. Temelleri baltalanıyor ve sütunlar çökerek kayalar oluşturuyor. Sahildeki çakıl taşları ve kumlar erozyonun sonucudur.

Yıkıcı dalgalar yavaş yavaş sahili aşındırıyor ve deniz sahillerindeki kum ve çakılları alıp götürüyor. Dalgalar, suyun ve sürüklenen malzemenin tüm ağırlığını yamaçlara ve kayalıklara taşıyarak yüzeylerini tahrip eder. Her çatlağa, her çatlağa su ve havayı çoğu zaman patlayıcı bir enerjiyle sıkıştırarak kayaları yavaş yavaş ayırıp zayıflatırlar. Kırılan kaya parçaları daha fazla yıkım için kullanılır. En sert kayalar bile yavaş yavaş yok oluyor ve dalgaların etkisiyle kıyıdaki arazi değişiyor. Dalgalar deniz kıyısını inanılmaz bir hızla yok edebilir. İngiltere'nin Lincolnshire şehrinde erozyon (yıkım) yılda 2 m hızla ilerlemektedir. Amerika Birleşik Devletleri'nin en büyük deniz fenerinin Hatteras Burnu'nda inşa edildiği 1870 yılından bu yana deniz, 426 m içerideki plajları sürükledi.

Tsunami

Tsunami Bunlar muazzam yıkıcı güce sahip dalgalardır. Sualtı depremleri veya volkanik patlamalar nedeniyle oluşurlar ve okyanusları bir jet uçağından daha hızlı geçebilirler: 1000 km/saat. Derin sularda bir metreden daha az olabilirler, ancak kıyıya yaklaştıkça yavaşlayıp 30-50 metreye kadar büyürler, sonra çökerler, kıyıyı sular altında bırakırlar ve yollarına çıkan her şeyi süpürürler. Kaydedilen tüm tsunamilerin %90'ı Pasifik Okyanusu'nda meydana geldi.

En yaygın nedenler.

Tsunami oluşumu vakalarının yaklaşık %80'i sualtı depremleri. Su altında bir deprem sırasında, tabanın karşılıklı dikey yer değiştirmesi meydana gelir: tabanın bir kısmı batar ve kısmı yükselir. Su yüzeyinde dikey olarak meydana gelen salınım hareketleri, orijinal seviyeye (ortalama deniz seviyesi) dönme eğilimi gösterir ve bir dizi dalga oluşturur. Her sualtı depremine tsunami eşlik etmez. Tsunamijenik (yani bir tsunami dalgası üreten) genellikle sığ kaynaklı bir depremdir. Bir depremin tsunami oluşturuculuğunun belirlenmesi sorunu henüz çözülmemiştir ve uyarı hizmetleri depremin büyüklüğüne göre yönlendirilmektedir. En güçlü tsunamiler batma bölgelerinde üretilir. Ayrıca su altı şokunun dalga salınımlarıyla rezonansa girmesi de gereklidir.

Heyelanlar. Bu tür tsunamiler 20. yüzyılda tahmin edilenden daha sık meydana gelmektedir (tüm tsunamilerin yaklaşık %7'si). Çoğu zaman bir deprem toprak kaymasına neden olur ve aynı zamanda bir dalga da üretir. 9 Temmuz 1958'de Alaska'da meydana gelen deprem Lituya Körfezi'nde toprak kaymasına neden oldu. 1100 m yükseklikten buz ve toprak kaya kütlesi çöktü, körfezin karşı kıyısında 524 m'yi aşan yüksekliğe ulaşan bir dalga oluştu, bu tür vakalar oldukça nadirdir ve standart olarak kabul edilmez. . Ancak su altı heyelanları, daha az tehlikeli olmayan nehir deltalarında çok daha sık meydana gelir. Bir deprem toprak kaymasına neden olabilir ve örneğin, sahanlık sedimantasyonunun çok büyük olduğu Endonezya'da, heyelan tsunamileri özellikle tehlikelidir, çünkü düzenli olarak meydana gelirler ve 20 metreden daha yüksek yerel dalgalara neden olurlar.

Volkanik patlamalar Tüm tsunami olaylarının yaklaşık %5'ini oluşturur. Büyük su altı patlamaları depremlerle aynı etkiye sahiptir. Büyük volkanik patlamalarda, yalnızca patlamadan dalgalar oluşmaz, aynı zamanda su, patlayan malzemenin boşluklarını ve hatta kalderayı doldurarak uzun bir dalgaya neden olur. Bunun klasik örneği 1883'te Krakatoa'nın patlaması sonucu oluşan tsunamidir. Krakatoa yanardağından kaynaklanan devasa tsunamiler dünya çapındaki limanlarda gözlendi ve toplam 5.000'den fazla geminin yok olmasına ve yaklaşık 36.000 kişinin ölümüne neden oldu.

Tsunaminin işaretleri.

Ani hızlı suyun kıyıdan önemli bir mesafeye çekilmesi ve dibin kuruması. Deniz ne kadar uzaklaşırsa tsunami dalgaları da o kadar yüksek olabilir. Kıyıda olan ve durumu bilmeyen insanlar tehlikeler, meraktan veya balık ve kabuk toplamak için kalabilirler. Bu durumda, kıyıyı mümkün olan en kısa sürede terk etmek ve mümkün olduğu kadar uzaklaşmak gerekir - örneğin Japonya'da, Endonezya'nın Hint Okyanusu kıyısında veya Kamçatka'da bu kurala uyulmalıdır. Teletsunami durumunda dalga genellikle su geri çekilmeden yaklaşır.
Deprem. Bir depremin merkez üssü genellikle okyanustadır. Kıyıda deprem genellikle çok daha zayıftır ve çoğu zaman hiç deprem olmaz. Tsunamiye yatkın bölgelerde, bir deprem hissedilirse kıyıdan uzaklaşıp aynı zamanda bir tepeye tırmanmanın, böylece dalganın gelişine önceden hazırlanmanın daha iyi olduğu yönünde bir kural vardır.
Olağandışı sürüklenme buz ve diğer yüzen cisimler, hızlı buzda çatlak oluşumu.
Büyük ters faylar sabit buz ve resiflerin kenarlarında kalabalıkların ve akıntıların oluşması.

haydut dalgalar

haydut dalgalar(Gezgin dalgalar, canavar dalgalar, ucube dalgalar - anormal dalgalar) - okyanusta ortaya çıkan, 30 metreden daha yüksek dev dalgalar, deniz dalgaları için alışılmadık davranışlara sahiptir.

Bundan sadece 10-15 yıl önce bilim insanları, denizcilerin birdenbire ortaya çıkan ve gemileri batıran devasa öldürücü dalgalarla ilgili hikayelerini sadece deniz folkloru olarak görüyorlardı. Uzun zamandır Gezici dalgalar Oluşumu ve davranışlarını hesaplamak için o dönemde var olan herhangi bir matematiksel modele uymadıkları için kurgu olarak kabul edildiler, çünkü yüksekliği 21 metreden fazla olan dalgalar Dünya gezegeninin okyanuslarında bulunamaz.

Canavar dalgasının ilk tanımlarından biri 1826'ya kadar uzanıyor. Yüksekliği 25 metreden fazlaydı ve Atlantik Okyanusu'nda Biscay Körfezi yakınında fark edildi. Kimse bu mesaja inanmadı. Ve 1840 yılında, denizci Dumont d'Urville, Fransız Coğrafya Derneği'nin bir toplantısına katılma ve kendi gözleriyle 35 metrelik bir dalga gördüğünü beyan etme riskini aldı. Orada bulunanlar ona güldüler. Ancak devasa hayalet dalgalar hakkında hikayeler var. Küçük bir fırtınada bile okyanusun ortasında birdenbire ortaya çıkan ve diklikleri dik su duvarlarını andıran bu kayalar giderek daha da büyüyordu.

Haydut dalgaların tarihsel kanıtı

Böylece, 1933'te ABD Donanması gemisi Ramapo, Pasifik Okyanusu'nda bir fırtınaya yakalandı. Yedi gün boyunca gemi dalgalar tarafından savruldu. Ve 7 Şubat sabahı, inanılmaz yükseklikte bir şaft aniden arkadan sürünerek geldi. İlk önce gemi derin bir uçuruma atıldı ve ardından neredeyse dikey olarak köpüklü su dağının üzerine kaldırıldı. Hayatta kalma şansına sahip olan mürettebat, 34 metrelik bir dalga yüksekliği kaydetti. 23 m/sn, yani 85 km/saat hızla hareket ediyordu. Bu şimdiye kadar ölçülen en yüksek haydut dalga olarak kabul ediliyor.

İkinci Dünya Savaşı sırasında, 1942'de Queen Mary gemisi, 16 bin Amerikan askeri personelini New York'tan İngiltere'ye taşıdı (bu arada, bir gemide taşınan insan sayısı için bir rekor). Aniden 28 metrelik bir dalga ortaya çıktı. Talihsiz gemide bulunan Dr. Norval Carter, "Üst güverte her zamanki yüksekliğindeydi ve aniden - aniden! - aniden aşağıya indi" diye hatırladı. Gemi 53 derecelik bir açıyla yana yattı; eğer açı üç derece daha fazla olsaydı ölüm kaçınılmaz olurdu. "Kraliçe Mary"nin hikayesi Hollywood filmi "Poseidon"un temelini oluşturdu.

Ancak 1 Ocak 1995'te Norveç açıklarında Kuzey Denizi'ndeki Dropner petrol platformunda Dropner dalgası adı verilen 25,6 metre yüksekliğindeki bir dalga ilk kez aletlerle kaydedildi. Maximum Wave projesi, konteyner ve diğer önemli kargoları taşıyan kuru yük gemilerinin ölüm nedenlerine yeni bir bakış atmamıza olanak sağladı. Daha ileri araştırmalar, üç hafta boyunca dünya çapında yüksekliği 20 metreyi aşan 10'dan fazla tek dev dalga kaydetti. Yeni projeye, gözlemlenen canavar dalgalarının dünya çapında bir haritasının derlenmesini ve daha sonra işlenmesini ve eklenmesini sağlayan Dalga Atlası adı veriliyor.

Nedenler

Aşırı dalgaların nedenleri hakkında çeşitli hipotezler vardır. Birçoğu sağduyudan yoksundur. En basit açıklamalar, farklı uzunluklardaki dalgaların basit bir şekilde üst üste bindirilmesinin analizine dayanmaktadır. Ancak tahminler, böyle bir şemada aşırı dalga olasılığının çok küçük olduğunu gösteriyor. Dikkate değer bir başka hipotez, bazı yüzey akıntı yapılarında dalga enerjisinin odaklanma olasılığını öne sürüyor. Ancak bu yapılar, aşırı dalgaların sistematik oluşumunu açıklayacak bir enerji odaklama mekanizması için fazla spesifiktir. Aşırı dalgaların oluşumuna ilişkin en güvenilir açıklama, dış etkenleri hesaba katmadan, doğrusal olmayan yüzey dalgalarının iç mekanizmalarına dayandırılmalıdır.

İlginçtir ki, bu tür dalgalar görgü tanıklarının da doğruladığı gibi hem tepe hem de çukur olabilir. Daha ileri araştırmalar, rüzgar dalgalarındaki doğrusal olmamanın etkilerini içerir; bu, yapılarını önemli ölçüde değiştirmeden uzun mesafeler kat edebilen küçük dalga gruplarının (paketler) veya bireysel dalgaların (solitonlar) oluşumuna yol açabilir. Benzer paketlere pratikte de birçok kez rastlanmıştır. Bu tür dalga gruplarının bu teoriyi doğrulayan karakteristik özellikleri, diğer dalgalardan bağımsız olarak hareket etmeleri ve küçük bir genişliğe (1 km'den az) sahip olmaları, kenarlarda yüksekliklerin keskin bir şekilde azalmasıdır.

Ancak anormal dalgaların doğasını tam olarak açıklığa kavuşturmak henüz mümkün olmadı.