Τι είναι ένα ελαστικό κύμα;

Ένα ελαστικό κύμα γενικά ταξιδεύει μέσα από ένα υλικό ή υγρό ή στην επιφάνεια του, χωρίς να προκαλεί μόνιμες δομικές ή φυσικές αλλαγές.Συνήθως αναγνωρίζεται από παραμόρφωση ή μετατόπιση.Τα κύματα που διαδίδονται μέσω του νερού, ο ήχος που κινείται μέσω του αέρα, καθώς και η ενέργεια που κινείται μέσω στερεών υλικών όπως η γη συχνά περιγράφονται ως ελαστικά κύματα.Η διάδοση μπορεί να αναλυθεί μαθηματικά, ενώ το ύψος, το μήκος και το χρονοδιάγραμμα ενός ελαστικού κύματος μπορεί να απεικονιστεί χρησιμοποιώντας ένα γράφημα.Ειδικές κάμερες υπερήχων μπορούν επίσης να απεικονίσουν την κίνηση σε μια στερεά επιφάνεια, όπως ένα φύλλο μετάλλου ή χαρτιού. Εάν ένα βότσαλο ή άλλο αντικείμενο πέφτει στο νερό, τότε οι κυματισμοί συνήθως μετακινούνται προς όλες τις κατευθύνσεις.Αυτά μπορούν να θεωρηθούν ως κυκλικός δακτύλιος από πάνω ή να παρατηρούνται στην επιφάνεια καθώς η επιφάνεια κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω.Η μέτρηση ενός ελαστικού κύματος μπορεί να επιτευχθεί με τη γραφική παράσταση του ύψους από ένα σημείο αναφοράς, όπως η κανονική επιφάνεια του νερού.Το ύψος της καμπύλης γραμμής ονομάζεται πλάτος, το οποίο μπορεί να εκτείνεται πάνω από την επιφανειακή γραμμή, καθώς και κάτω από αυτό.Αυτός είναι συνήθως ένας κύκλος στην κίνηση του κύματος.

Από τη μία κορυφή στην άλλη, καθώς και το ένα κατώτατο όριο στο άλλο, είναι ένας κύκλος που ονομάζεται πλάτος.Εάν το ελαστικό κύμα συγκρίνεται με το χρόνο αντί της απόστασης, τότε αυτή η μέτρηση είναι της περιόδου κύματος.Η διαίρεση του μήκους κύματος από την περίοδο σε μια εξίσωση κύματος παρέχει συνήθως μια τιμή για την ταχύτητα του κύματος Ένα ακουστικό κύμα συχνά ταξιδεύει με παρόμοιο τρόπο, είτε μέσω του αέρα, του νερού ή ενός συμπαγούς υλικού.Η περίοδος ενός ηχητικού κύματος ονομάζεται συχνότητα του.Συνήθως μετριέται σε μονάδες που ονομάζεται Hertz εάν ο χρόνος του ταξιδιού μετρείται σε δευτερόλεπτα.Οι μαθηματικοί υπολογισμοί γενικά γίνονται πιο πολύπλοκες όταν ένα ελαστικό κύμα αναλύεται μέσω ενός στερεού υλικού.Οι γεωμετρικές ιδιότητες των στρωματοποιημένων κυλίνδρων και των σωλήνων, για παράδειγμα, καθώς και η πυκνότητα, η σκληρότητα και το σχήμα των αντικειμένων συχνά λαμβάνονται υπόψη. Αυτά τα δεδομένα συνήθως αναλύονται και καταγράφονται από μηχανικούς για αντικείμενα όπως κελύφη αλουμινίου και διάφορα μηχανικά εξαρτήματα.Εκτός από τη χρήση μαθηματικών και μοντελοποίησης υπολογιστών, ένα ελαστικό κύμα μπορεί επίσης να απεικονιστεί χρησιμοποιώντας λέιζερ και ανιχνευτές υπερήχων.Τα πειράματα έχουν χρησιμοποιήσει βιντεοκάμερες για να απεικονίσουν δόνηση επιφάνειας και να αναλύσουν τις ελαστικές ιδιότητες διαφόρων υλικών.Σε μια μεταλλική πλάκα, για παράδειγμα, μια τέτοια εικόνα μπορεί να φαίνεται παρόμοια με τις κυματισμούς σε μια λίμνη.Διαφορετικά υλικά μπορούν να παρουσιάσουν ξεχωριστά πρότυπα διάδοσης, ενώ κάθε τύπος μπορεί να μεταδίδει ένα ελαστικό κύμα διαφορετικά κάτω από το στρες.