Informácie

Hľadanie

Základné pojmyZákladné pojmy

V predchádzajúcej časti sme sa zaoberali kmitavým pohybom izolovaných objektov. Kmitavý pohyb v spojitom pružnom prostredí nezostane lokalizovaný, ale prostredníctvom elastických síl sa šíri prostredím. Mechanické kmity spojitého prostredia voláme mechanické vlnenie. Rýchlosť šírenia vlnenia je určená zotrvačnými a elastickými vlastnosťami prostredia. Pri vlnení nedochádza k pohybu prostredia ako celku, ale jednotlivé časti prostredia oscilujú okolo určitej rovnovážnej polohy. Rozlišujeme dva základné druhy vlnenia, a to vlnenie priečne a vlnenie pozdĺžne.
 
Pri priečnom vlnení elementy prostredia kmitajú kolmo na smer šírenia vlnenia. Príkladom takéhoto vlnenia je napr. vlnenie šíriace sa po napnutej strune, vlnenie šíriace sa po gumovej hadici, ktorej jeden koniec rozkmitáme a pod. Obidva uvedené príklady sú prípadmi jednorozmerného vlnenia, alebo tiež vlnenia v rade bodov. Vlnenie je lineárne polarizované, ak výchylky všetkých bodov (elementov) prostredia sa konajú po rovnobežných priamkach kolmých na smer šírenia vlnenia. Rovina v ktorej ležia tieto priamky sa nazýva rovina kmitov. Lineárne polarizované priečne vlnenie môžeme vytvoriť napríklad na gumovej hadici, ak koncom hadice budeme kmitať vo vertikálnom smere. Priečne vlnenie môže byť ešte kruhovo (elipticky) polarizované. Pri kruhovo polarizovanom vlnení koniec vektora výchylky opisuje špirálu po valcovej ploche orientovanej v smere šírenia vlnenia. V nepolarizovanej priečnej vlne kmitajú častice prostredia vo všetkých smeroch.
 
Pozdĺžne vlnenie je vlnenie pri ktorom častice prostredia kmitajú v smere šírenia sa vlnenia. Kmitanie sa prejaví periodickými zmenami hustoty prostredia v danom mieste prostredia. Príkladom pozdĺžneho vlnenia je napr. zvuk. Periodickým pohybom membrány reproduktora dochádza k zvýšeniu (zníženiu) hustoty vzduchu pri membráne a tieto zhustenia, resp. zriedenia sa postupne šíria na ostatné molekuly vzduchu. V priestore sa tak bude šíriť pozdĺžna vlna pozostávajúca z opakujúcich sa zhustení a zriedení vzduchu.
 
V plynoch a kvapalinách sa môže šíriť len pozdĺžne vlnenie. V tuhých látkach môže vzniknúť vlnenie priečne aj pozdĺžne. Niektoré druhy vlnenia, napr. povrchové vlny na vode, nemožno pokladať iba za priečne, alebo pozdĺžne. Častice vody vykonávajú eliptický, alebo aj všeobecne zložitejší pohyb a vlnenie na vode je kombináciou priečneho a pozdĺžneho vlnenia.
 
Na základe analógie s mechanickým vlnením hovoríme o vlnení, ak každému bodu prostredia je priradená v priestore postupujúca zmena určitej fyzikálnej veličiny. Vlnu potom môžeme charakterizovať ako časovú a priestorovú periodickú zmenu danej fyzikálnej veličiny. Takto napr. hovoríme o elektromagnetickom vlnení. Pri elektromagnetickom vlnení však nedochádza ku kmitom nejakej látky. Postupujúci rozruch nie je pohyb hmoty, ale elektromagnetické pole. Vektory intenzity elektrického poľa a indukcie magnetického poľa kmitajú kolmo na smer šírenia elektromagnetického poľa, preto elektromagnetické vlnenie – svetlo – označujeme ako vlnenie priečne. Okrem tejto charakteristiky však nemá nič spoločné s mechanickým priečnym vlnením, ktoré pre svoje šírenie potrebuje pružné prostredie. Postupujúcu elektromagnetickú vlnu môžeme popísať analogickými funkciami ako mechanické vlnenie a zákonitosti interferencie mechanických vĺn, ktorými sa budeme zaoberať, sa budú prejavovať aj pri interferencii svetla.