Τι είναι ένα μόνιμο κύμα;

Ένα σταθερό κύμα είναι ένα κύμα που φαίνεται να δονείται στη θέση του και όχι να προχωράει.Προκαλείται από την αλληλεπίδραση δύο πανομοιότυπων κυμάτων που κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις κατά μήκος του ίδιου μέσου.Οι προκύπτουσες μετατοπίσεις είναι διπλάσιες από αυτές που προκαλούνται από ένα μόνο κύμα.Δεν κινούνται κατά μήκος του μέσου, αλλά φαίνεται να μένουν σε καθορισμένα σημεία κατά μήκος της γραμμής.

Ένα κύμα είναι οποιαδήποτε ενεργειακή διαταραχή που ταξιδεύει από τη μια θέση στο άλλο κατά μήκος ενός μέσου.Πολλά υλικά μπορούν να χρησιμεύσουν ως μέσα.Το νερό είναι ένα κοινό παράδειγμα, αλλά τα κύματα μπορούν επίσης να ταξιδεύουν μέσω σχοινιού, αέρα και πολλών άλλων ουσιών.Οι σεισμοί προκαλούνται από σεισμικά κύματα που κινούνται μέσα από στρώματα του πλανήτη.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι είναι η ενέργεια, όχι το μέσο, που ταξιδεύει σε ένα κύμα.Εάν δύο άνθρωποι στέκονται σε ένα γυμναστήριο που κρατά ένα σχοινί άλματος που διδάσκεται μεταξύ τους, ένας από τους ανθρώπους μπορεί να μετακινήσει το σχοινί πάνω και κάτω, προκαλώντας ένα κύμα να κινηθεί μέσα από το σχοινί άλματος.Το σχοινί κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω ή δίπλα στο πλάι, αλλά δεν μετακινείται στο γυμναστήριο.Αυτό που μεταφέρεται είναι η ενέργεια, όχι το μέσο.

Ένα σταθερό κύμα σχηματίζεται όταν η ενέργεια κινείται σε δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα.Είναι σαν και οι δύο άνθρωποι που κρατούσαν το σχοινί άρχισαν να το μετακινούν πάνω και κάτω ταυτόχρονα.Η ενέργεια ταξιδεύει από κάθε άκρο προς την αντίθετη πλευρά.Όταν η ενέργεια που προέρχεται από τη μία πλευρά συναντά την ενέργεια που προέρχεται από την άλλη πλευρά, παρεμβαίνουν μεταξύ τους, προκαλώντας ένα σταθερό κύμα.

Το πλάτος ενός κύματος είναι η απόσταση μεταξύ του υψηλότερου σημείου του και του σημείου ισορροπίας.Αυτό το υψηλότερο σημείο ονομάζεται Antinode.Στα περισσότερα κύματα, το Antinode φαίνεται να κινείται κατά μήκος του μέσου.Με ένα σταθερό κύμα, ο Antinode παραμένει στον ίδιο τόπο, επειδή η παρεμβολή μεταξύ των ενεργειών που κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις συμβαίνει πάντα στο ίδιο σημείο.Αυτό ισχύει επίσης για τους κόμβους ή τα σημεία της ελάχιστης μετατόπισης.

Οι κόμβοι εμφανίζονται σε σημεία όπου η ενέργεια από τη μία πλευρά κινείται προς τα πάνω, ενώ η ενέργεια από την άλλη πλευρά κινείται προς τα κάτω.Οι αντίπαλες κινήσεις ακυρώνουν αποτελεσματικά ο ένας τον άλλον.Αντίθετα, οι αντινείες ενός μόνιμου κύματος εμφανίζονται σε σημεία όπου η ενέργεια από κάθε πλευρά κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω στο ίδιο σημείο.Η ενέργεια σε αυτή την περίπτωση διπλασιάζεται, καθιστώντας την κίνηση πιο έντονη.Οι Αντινόδες είναι πάντοτε ομοιόμορφα απόσταση μεταξύ των κόμβων.