Co to jest fala elastyczna?

Fala elastyczna ogólnie przemieszcza się przez materiał lub płyn lub na jego powierzchni, bez powodowania trwałych zmian strukturalnych lub fizycznych.Zazwyczaj identyfikuje go zniekształcenie lub przemieszczenie.Fale propagujące się przez wodę, dźwięk poruszający się w powietrzu, a także energia poruszająca się przez materiały stałe, takie jak Ziemia, są często opisywane jako fale sprężyste.Propagację można analizować matematycznie, podczas gdy wysokość, długość i czas fali sprężystej można wizualizować za pomocą wykresu.Specjalne aparaty ultradźwiękowe mogą również wyobrazić sobie ruch na stałej powierzchni, takiej jak arkusz metalu lub papieru.

Jeśli kamyk lub inny obiekt jest upuszczony do wody, to fale zwykle wyprowadzają się we wszystkich kierunkach.Można je postrzegać jako okrągły pierścień z góry lub obserwować na powierzchni, gdy powierzchnia porusza się w górę i w dół.Pomiar fali sprężystej można osiągnąć poprzez wykres wysokości z punktu odniesienia, takiej jak normalna powierzchnia wody.Wysokość zakrzywionej linii nazywa się amplitudą, która może rozciągać się nad linią powierzchniową, a także pod nią.Zazwyczaj jest to jeden cykl ruchu fali.

Fale elastyczne zwykle mają szczyty i doliny.Od jednego szczytu do następnego, a także jednej koryta do drugiego, znajduje się cykl zwany amplitudą.Jeśli fala elastyczna jest porównywana z czasem zamiast odległości, ten pomiar jest okresu fali.Dzielenie długości fali przez okres w równaniu fali zwykle zapewnia wartość prędkości fali.

Fala akustyczna często podróżuje w podobny sposób, albo przez powietrze, wodę lub materiał stały.Okres fali dźwiękowej nazywa się jej częstotliwością;Zazwyczaj mierzy się go w jednostkach zwanych Hertz, jeśli czas podróży jest oceniany w kilka sekund.Obliczenia matematyczne na ogół stają się bardziej złożone, gdy fala elastyczna jest analizowana przez stały materiał.Na przykład właściwości geometryczne warstwowych cylindrów i rur, a także gęstość, twardość i kształt obiektów są często uwzględniane. Dane te są zwykle analizowane i rejestrowane przez inżynierów dla obiektów takich jak aluminiowe powłoki i różne komponenty mechaniczne.

Oprócz stosowania matematyki i modelowania komputerowego, fala elastyczna można również obrazować za pomocą laserów i detektorów ultradźwiękowych.Eksperymenty wykorzystały kamery wideo do obrazowania wibracji powierzchni i analizy elastycznych właściwości różnych materiałów.Na przykład na metalowej płycie taki obraz może wydawać się podobny do fal w stawie.Różne materiały mogą wykazywać osobne wzory propagacji, podczas gdy każdy typ może inaczej transmitować falę sprężystą pod naprężeniem.