Was ist eine elastische Welle?

Eine elastische Welle reist im Allgemeinen durch ein Material oder eine Flüssigkeit oder auf der Oberfläche, ohne dauerhafte strukturelle oder physikalische Veränderungen zu verursachen.Es wird typischerweise durch eine Verzerrung oder Verschiebung identifiziert.Wellen, die sich durch Wasser ausbreiten, Schall bewegt sich durch Luft und Energie, die sich durch feste Materialien wie die Erde bewegt, werden oft als elastische Wellen beschrieben.Die Ausbreitung kann mathematisch analysiert werden, während die Höhe, Länge und das Timing einer elastischen Welle mit einem Diagramm visualisiert werden können.Spezielle Ultraschallkameras können sich auch die Bewegung über eine feste Oberfläche wie ein Blatt Metall oder Papier vorstellen.

Wenn ein Kiesel oder ein anderes Objekt in Wasser fallen gelassen wird, bewegen sich die Wellen normalerweise in alle Richtungen.Diese können als kreisförmiger Ring von oben oder auf der Oberfläche beobachtet werden, wenn sich die Oberfläche nach oben und unten bewegt.Die Messung einer elastischen Welle kann erreicht werden, indem die Höhe von einem Referenzpunkt wie der normalen Wasseroberfläche drapiert wird.Die Höhe der gekrümmten Linie wird als Amplitude bezeichnet, die sich über der Oberflächenlinie sowie unter ihr erstrecken kann.Dies ist typischerweise ein Zyklus in der Bewegung der Welle.Von einem Peak zum nächsten sowie eines Trogs zum anderen ist ein Zyklus bezeichnet, der als Amplitude bezeichnet wird.Wenn die elastische Welle mit der Zeit anstelle der Entfernung verglichen wird, ist diese Messung der Wellenperiode.Das Teilen der Wellenlänge durch die Periode in einer Wellengleichung liefert typischerweise einen Wert für die Geschwindigkeit der Welle.

Eine akustische Welle reist häufig in ähnlicher Weise entweder durch Luft, Wasser oder ein festes Material.Die Periode einer Schallwelle wird als Frequenz bezeichnet.Es wird in der Regel in Einheiten gemessen, die Hertz genannt werden, wenn die Reisezeit in Sekundenschnelle gemessen wird.Mathematische Berechnungen werden im Allgemeinen komplexer, wenn eine elastische Welle durch ein festes Material analysiert wird.Die geometrischen Eigenschaften von geschichteten Zylindern und Röhrchen beispielsweise sowie die Dichte, Härte und Form von Objekten werden häufig in diesen Daten berücksichtigt. Diese Daten werden typischerweise von Ingenieuren für Objekte wie Aluminiumschalen und verschiedene mechanische Komponenten analysiert und aufgezeichnet.

Neben der Verwendung von Mathematik und Computermodellierung kann auch eine elastische Welle mit Lasern und Ultraschalldetektoren abgebildet werden.Experimente haben Videokameras verwendet, um Oberflächenvibrationen abzubilden und die elastischen Eigenschaften verschiedener Materialien zu analysieren.Auf einer Metallplatte kann beispielsweise ein solches Bild ähnlich wie bei Wellen in einem Teich erscheinen.Verschiedene Materialien können separate Ausbreitungsmuster zeigen, während jeder Typ eine elastische Welle unter Spannung unterschiedlich übertragen kann.