Mechanické vs. elektromagnetické vlny
Mechanické vlny končí elektromagnetické vlny jsou dva typy vln diskutované ve fyzice. Mechanické vlny jsou vlny, které jsou způsobeny mechanickými akcemi, jako jsou vibrace. Elektromagnetické vlny jsou vlny vytvořené kmitáním elektrických a magnetických polí. Tyto dva typy vln jsou velmi důležité pro porozumění oborům, jako je elektromagnetismus, vlny a vibrace, optika, akustika a mnoho dalších. V tomto článku se budeme zabývat tím, co jsou mechanické vlny a elektromagnetické vlny, jejich definice, aplikace mechanických vln a elektromagnetických vln, podobnosti mezi těmito dvěma a nakonec rozdíl mezi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami.
Elektromagnetické vlny
Elektromagnetické vlny, běžněji známé jako EM vlny, poprvé navrhl James Clerk Maxwell. Toto později potvrdil Heinrich Hertz, který úspěšně vytvořil první EM vlnu. Maxwell odvodil vlnovou formu pro elektrické a magnetické vlny a úspěšně předpověděl rychlost těchto vln. Jelikož se tato vlnová rychlost rovnala experimentální hodnotě rychlosti světla, Maxwell také navrhl, aby světlo bylo ve skutečnosti formou EM vln.
Elektromagnetické vlny mají jak elektrické pole, tak magnetické pole oscilační kolmo na sebe a kolmo ke směru šíření vln. Všechny elektromagnetické vlny mají ve vakuu stejnou rychlost. Frekvence elektromagnetické vlny rozhodovala o energii v ní uložené. Později se pomocí kvantové mechaniky ukázalo, že tyto vlny jsou ve skutečnosti balíčky vln. Energie tohoto paketu závisí na frekvenci vlny. Tím se otevřelo pole vlno - částicové duality hmoty. Nyní je vidět, že elektromagnetické záření lze považovat za vlny a částice. Objekt umístěný při jakékoli teplotě nad absolutní nulou bude emitovat EM vlny každé vlnové délky. Energie, při které je emitován maximální počet fotonů, závisí na teplotě těla.
Mechanické vlny
Mechanické vlny jsou vlny, které jsou vytvářeny mechanickými procesy. Vlny, jako jsou zvukové vlny, vlny oceánu a rázové vlny, jsou příklady mechanických vln. Všechny mechanické vlny vyžadují k šíření médium. Energie mechanické vlny závisí na amplitudě vlny.
Mechanická vlna má několik vlastností. Nejdůležitější z těchto vlastností jsou rychlost, amplitudová frekvence a vlnová délka. Pro jakoukoli mechanickou vlnu platí vztah v = f λ; zde v je rychlost vlny, f je frekvence a λ je vlnová délka.
Jaký je rozdíl mezi mechanickými vlnami a elektromagnetickými vlnami?
• Elektromagnetické vlny nevyžadují k pohybu žádné médium, zatímco mechanické vlny musí mít médium, aby se mohly šířit.
• Energie elektromagnetických vln je kvantována, ale energie mechanických vln je spojitá.
• Energie mechanických vln závisí na amplitudě vlny, ale energie elektromagnetické vlny závisí pouze na frekvenci.
• Elektromagnetické vlny zobrazují chování podobné částicím, ale mechanické vlny takové chování nevykazují.
