Skillnad mellan mekaniska och elektromagnetiska vågor
Share
Huvudskillnad - elektromagnetiska mot mekaniska vågor
En våg är gjord av någon typ av störning som reser. Beroende på deras egenskaper kan vi klassificera vågor i flera olika typer. En av skillnaderna är baserad på huruvida störningar i en våg behöver ett medium att färdas genom. På så sätt klassificerar vi vågor i elektromagnetiska och mekaniska vågor. De huvudskillnad mellan mekaniska och elektromagnetiska vågor är det elektromagnetiska vågor kräver inte att ett medium sprids medan mekaniska vågor kräver ett medium för att sprida sig.
Vad är mekaniska vågor
Mekaniska vågor består av störningar som endast kan röra sig genom ett medium. Du kan skapa en enkel våg genom att vrida ett rep upp och ner, och det här är en mekanisk våg. När en molekyl rör sig upp, gör det också de närliggande molekylerna rör sig upp, och på så sätt rör störningen hela vägen längs repet. Här är repet det medium av vågan eftersom det är rörelsen av "repmolekyler" som bär störningen tillsammans.
Ett annat mycket bra exempel på en mekanisk våg är en ljudvåg. Ljudvågor är gjorda av oscillerande molekyler. Normalt när vi hör ljud, upptäcker vårt öra luftmolekyler fram och tillbaka (du kan kontrollera det ljudet verkligen är gjord av vibrerande luftmolekyler genom att placera ett ljus framför en högtalare, se videon nedan). Hjärnan tolkar denna fram och tillbaka rörelse av luftmolekyler som "ljud". Vi kan också höra ljud genom vibrationer av andra typer av molekyler: du kan höra under vatten på grund av vibrationer i vattenmolekyler, till exempel.
Vad som gör ljudvågor mekaniskt är att ljudet skulle inte kunna föröka sig om det inte fanns något medium. Tänk dig att lägga en ringande klocka inuti en vakuumburk och sakta släppa ut luften. När luften flyter ur burken blir ljudet svagare. När det inte finns någon luft inne i burken vibrerar klockan fortfarande men det finns inget mellan att bära ljudet ute, så ljudet stannar. Om du sakta släpper in luften kan du börja höra ljudet igen. Detta experiment visas i videon nedan:
Vad är elektromagnetiska vågor
Elektromagnetiska vågor består av störningar som kan resa utan medium. Ljuset från solen är till exempel en elektromagnetisk våg som reser genom vakuumet mellan jorden och solen. Elektromagnetiska vågor kan göra detta eftersom de inte litar på vibrerande molekyler. I stället är det som är oscillerande i en elektromagnetisk våg en elektriskt fält. Det finns en magnetiskt fält också som oscillerar i fas med det elektriska fältet vid 90o till det elektriska fältet. Vibrationerna utförs i en riktning som är 90o till både oscillationerna i det elektriska fältet och magnetfältet. En kort animering av hur dessa fält vibrerar visas i videon nedan:
I vakuum rör alla elektromagnetiska vågor med en hastighet av ca 3 × 108 Fröken-1. Detta kallas ofta ljusets hastighet i vakuum. Beroende på deras våglängd kan de klassificeras i flera olika typer. Diagramblåsan visar dessa olika typer, från större våglängder (vänster) till mindre våglängder (höger).
Det elektromagnetiska spektret
Eftersom oscillationerna ligger i rät vinkel mot utbredningsriktningen är elektromagnetiska vågor tvärgående vågor. Detta betyder att elektromagnetiska vågor kan polariseras.
Skillnad mellan mekaniska och elektromagnetiska vågor
Förökningsmetod
Mekaniska vågor kräver ett medium att föröka.
Elektromagnetiska vågor kräver inte ett medium att sprida. De kan föröka sig i vakuum.
Fart
Mekaniska vågor resa långsammare än elektromagnetiska vågor.
Elektromagnetiska vågor resa vid 3 × 108 Fröken-1 i dammsugare. När de reser genom andra medier saktar de lite ner.
Typ av vågor
Mekaniska vågor kan vara tvärgående eller längsgående. När de är längsgående kan de inte polariseras.
Elektromagnetiska vågor är tvärvågor, så de kan polariseras.
Image Courtesy
"Ett diagram över Milton-spektret, som visar typen, våglängden (med exempel), frekvensen, den svarta kroppens utsläppstemperatur ..." av Inductiveload, NASA (självtillverkad information från NASA) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
