Verschil tussen mechanische en elektromagnetische golven

Belangrijkste verschil - Elektromagnetische versus mechanische golven

Er wordt een golf gemaakt van een of andere vorm van storing die reist. Afhankelijk van hun eigenschappen kunnen we waves in verschillende typen indelen. Een van de onderscheidingen is gebaseerd op de vraag of verstoringen in een golf een medium nodig hebben om doorheen te reizen. Op deze manier classificeren we golven in elektromagnetische en mechanische golven. De grootste verschil tussen mechanische en elektromagnetische golven is dat voor elektromagnetische golven is geen medium nodig om te verspreiden terwijl mechanische golven vereisen een medium om zich voort te planten.

Wat zijn mechanische golven

Mechanische golven bestaan ​​uit storingen die alleen door een medium kunnen reizen. Je kunt een eenvoudige golf maken door een touw op en neer te bewegen en dit is een mechanische golf. Wanneer een molecuul omhoog beweegt, worden de naburige moleculen ook omhoog verplaatst en zo beweegt de verstoring helemaal langs het touw. Hier is het touw het medium van de golf omdat het de beweging is van "touwmoleculen" die de storing met zich meebrengen.

Een ander zeer goed voorbeeld van een mechanische golf is een geluidsgolf. Geluidsgolven zijn gemaakt van oscillerende moleculen. Meestal, wanneer we geluid horen, detecteert ons oor de heen-en-weergaande beweging van luchtmoleculen (je kunt dat geluid echt controleren is gemaakt van vibrerende luchtmoleculen door een kaars voor een luidspreker te plaatsen, zie de video hieronder). De hersenen interpreteren deze heen-en-weergaande beweging van luchtmoleculen als "geluid". We kunnen ook geluid horen door trillingen van andere soorten moleculen: je kunt onder water horen vanwege de trillingen in watermoleculen, bijvoorbeeld.

Wat geluidsgolven mechanisch maakt, is dat het geluid zou doen niet kunnen propageren als er geen medium is. Stel je bijvoorbeeld een belletje voor in een vacuümkan en laat de lucht langzaam ontsnappen. Terwijl lucht uit de pot komt, wordt het geluid zwakker. Als er geen lucht in de kan zit, trilt de bel nog steeds, maar er zit niets tussen om het geluid naar buiten te dragen, dus het geluid stopt. Als je langzaam lucht laat binnenkomen, kun je het geluid weer gaan horen. Dit experiment wordt in de onderstaande video getoond:

Wat zijn elektromagnetische golven

Elektromagnetische golven bestaan ​​uit storingen die zonder medium kunnen reizen. Het licht van de zon is bijvoorbeeld een elektromagnetische golf die door het vacuüm tussen de aarde en de zon reist. Elektromagnetische golven kunnen dit doen omdat ze niet afhankelijk zijn van trillende moleculen. In plaats daarvan is wat oscilleert in een elektromagnetische golf een elektrisch veld. Er is een magnetisch veld ook, die in fase oscilleert met het elektrische veld, op 90^O naar het elektrische veld. De trillingen worden uitgevoerd in een richting die op 90 ligt^O voor zowel de oscillaties in het elektrische veld als het magnetische veld. Een korte animatie van hoe deze velden trillen, wordt in de onderstaande video getoond:

In vacuo's reizen alle elektromagnetische golven met een snelheid van ongeveer 3 × 10⁸ Mevrouw^-1. Dit wordt vaak het snelheid van het licht in vacuüm. Afhankelijk van hun golflengte kunnen ze in verschillende soorten worden ingedeeld. De diagram-slag toont deze verschillende typen, beginnend bij grotere golflengten (links) tot kleinere golflengten (rechts).

Het elektromagnetisch spectrum

Omdat de oscillaties haaks staan ​​op de voortplantingsrichting, zijn elektromagnetische golven transversale golven. Dit betekent dat elektromagnetische golven kunnen worden gepolariseerd.

Verschil tussen mechanische en elektromagnetische golven

Wijze van propagatie

Mechanische golven een medium nodig hebben om te verspreiden.

Elektromagnetische golven vereisen geen medium om te verspreiden. Ze kunnen zich in een vacuüm voortplanten.

Snelheid

Mechanische golven reizen langzamer dan elektromagnetische golven.

Elektromagnetische golven reis op 3 × 10⁸ Mevrouw^-1 in vacuums. Wanneer ze door andere media reizen, vertragen ze een beetje.

Type golven

Mechanische golven kan dwars of longitudinaal zijn. Wanneer ze longitudinaal zijn, kunnen ze niet gepolariseerd worden.

Elektromagnetische golven zijn transversale golven, zodat ze kunnen worden gepolariseerd.

Afbeelding Met dank

"Een diagram van het Milton-spectrum, met het type, de golflengte (met voorbeelden), de frequentie, de emissie temperatuur van het zwarte lichaam ..." door Inductiveload, NASA (selfmade, informatie door NASA) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia burgerij