Transversale versus longitudinale golven
Transversale golven en longitudinale golven zijn de twee belangrijkste soorten golfvoortplanting. Deze twee concepten zijn buitengewoon belangrijk en zijn vooral nuttig bij het verklaren van vele verschijnselen die verband houden met golfmechanica. In dit artikel gaan we transversale golven vergelijken met longitudinale golven, en hun definities, overeenkomsten en tenslotte hun verschillen bespreken.
Wat is transversale golf?
Bij golven en trillingen is het concept van transversale golven een hoeksteen. Dwarsgolf is een van de twee basisvormen van golven. Om een transversale golf te begrijpen, is een essentieel begrip van golfmechanica vereist. Een golf is een methode om energie over te dragen. Terwijl de golf zich door de ruimte voortplant, wordt de energie die het draagt ook voortgeplant. Deze energie zorgt ervoor dat de deeltjes die onderweg zijn, gaan oscilleren. Met andere woorden, de energie wordt voortgeplant door de oscillatie van deeltjes. Bij transversale golven oscilleren deeltjes loodrecht op de richting van de golfbeweging. Opgemerkt moet worden dat deeltjes zelfs niet een klein beetje in de voortplantingsrichting bewegen. Voor een sinusvormige golf oscilleren de deeltjes in een eenvoudige harmonische beweging. Voor elke golf is de grootste verplaatsing van het deeltje vanaf het evenwichtspunt gelijk aan de amplitude van de golf,en het is evenredig met de energie die door de golf wordt gedragen. Golven zoals lichtgolven en andere elektromagnetische golven zijn transversaal. Normale lichtgolven hebben oscillaties in elke richting loodrecht op de voortplanting. Een vlakgepolariseerde straal zou oscillaties in slechts één richting hebben.
Wat is longitudinale golf?
Langsgolf is het andere hoofdtype van golven die in de natuur voorkomen. Dezelfde principes van golfdynamica zijn van toepassing op longitudinale golven. In een longitudinale golf zijn de oscillaties van deeltjes parallel aan de voortplantingsrichting. Dit betekent niet dat de deeltjes met de golf meebewegen. De deeltjes oscilleren alleen rond een vast evenwichtspunt in de ruimte. Omdat de trillingen parallel zijn aan de beweging, ontstaat er een drukverschil. Een longitudinale golf kan ook worden beschouwd als een drukgolf, aangezien de energie wordt overgedragen door middel van druk. Opgemerkt moet worden dat in tegenstelling tot de transversale golven de longitudinale golven slechts één oscillatierichting hebben. De maximale verplaatsing van het evenwichtspunt is gelijk aan de amplitude van de golf en is evenredig met de energie van de golf. Geluidsgolven zijn het beste voorbeeld van longitudinale golven. Het drukverschil tussen de binnenkant van ons oor en de buitenkant varieert als gevolg van drukvariatie die wordt veroorzaakt door de geluidsgolf. Dit zorgt ervoor dat het diafragma van het oor oscilleert, wat vervolgens wordt gedetecteerd door de geluidssensoren van neuronen.
Wat is het verschil tussen longitudinale golven en transversale golven?
• Dwarsgolven creëren oscillaties die normaal zijn ten opzichte van de voortplantingsrichting, maar de longitudinale golven creëren oscillaties die parallel zijn aan de voortplanting van de golf.
• Transversale golven hebben oscillaties in veel verschillende richtingen, maar longitudinale golven hebben oscillaties in slechts één richting.
• Natuurlijke oceaangolven worden gecreëerd door een superpositie van longitudinale en transversale golven.
