இயந்திர அலைகள்: மூல, பண்புகள், சூத்திரங்கள்

என்ன இயந்திர அலைகள் உள்ளன என்று கற்பனை செய்ய, நீங்கள் தண்ணீர் ஒரு கல் தூக்கி எறிய முடியும். அது எழும் வட்டங்கள் மற்றும் செறிவுகள் மற்றும் முகடுகளை மாற்றியமைத்தல் இயந்திர அலைகள் ஒரு உதாரணம் ஆகும். அவற்றின் சாராம்சம் என்ன? மெக்கானிக் அலைகள் மீள் மீடியாவில் அதிர்வுகளை பரப்புவதற்கான செயல்முறை ஆகும்.

திரவங்களின் பரப்புகளில் அலைகள்

அத்தகைய இயந்திர அலைகளை intermolecular தொடர்பு சக்திகளின் நடவடிக்கை மற்றும் திரவ துகள்கள் மீது ஈர்ப்பு காரணமாக உள்ளன. மக்கள் இந்த நிகழ்வுகளை நீண்ட காலமாக படித்துள்ளனர். மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது கடல் மற்றும் கடல் அலைகள் ஆகும். காற்றின் வேகம் அதிகரிக்கும் போது, அவை மாறிக்கொண்டே இருக்கின்றன, அவற்றின் உயரம் அதிகரிக்கிறது. அலைகளின் வடிவம் இன்னும் சிக்கலானதாகிறது. கடலில், அவர்கள் அச்சுறுத்தும் விகிதங்களை அடையலாம். அதிகாரத்தின் மிகச் சிறந்த உதாரணங்களில் ஒன்று சுனாமி, அதன் பாதையில் உள்ள அனைத்தையும் அகற்றும்.

கடல் மற்றும் கடல் அலைகள் ஆற்றல்

கடற்கரைக்குச் செல்வது, கடல் அலைகள் ஆழமான அதிகரிப்புடன் கூர்மையான மாற்றத்துடன். அவர்கள் சில நேரங்களில் பல மீட்டர் உயரத்தை அடைகிறார்கள். அத்தகைய தருணங்களில், ஒரு மகத்தான வெகுஜன நீரின் இயக்க ஆற்றல் கடலோர தடைகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, அதன் செல்வாக்கின் கீழ் விரைவில் வீழ்ச்சியடையும். சர்ஃப் சக்தி சில நேரங்களில் பெரும் மதிப்புகளை அடையும்.

மீள் அலைகள்

இயந்திரங்களில், ஒரு திரவ மேற்பரப்பில் அதிர்வுகளை மட்டும் ஆய்வு செய்யவில்லை, ஆனால் மீள் அலைகள் என்று அழைக்கப்படும். இவை மீடியாக்களின் பிரச்சனையால் பல்வேறு மீடியாக்களில் பரவுகின்றன. சமநிலை நிலைப்பாட்டிலிருந்து கொடுக்கப்பட்ட நடுத்தரத் துகள்களின் எந்தவொரு விலகலும் இதுபோன்றது. மீள் அலைகளின் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு ஒரு நீண்ட கயிறு அல்லது ரப்பர் குழாய் ஒன்றுக்கு ஒரு முடிவுக்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அது இறுக்கப்பட்டு பின்னர் பக்கவாட்டில் கூர்மையான இயக்கம் இரண்டாவது (பாதுகாப்பற்ற) முடிவில் ஒரு தொந்தரவை உருவாக்குகிறது என்றால், அது கயிறு முழு நீளத்தின் மூலம் எவ்வாறு "ரன்" செய்வதென்பதையும் மீண்டும் பிரதிபலிப்பதையும் காணலாம்.

இயந்திர அலைகளின் ஆதாரம்

ஆரம்ப நிலைத்தன்மையும் நடுத்தர ஒரு அலை தோன்றும் வழிவகுக்கிறது. இது சில வெளிநாட்டு உடலின் நடவடிக்கைகளால் ஏற்படுகிறது, இது இயற்பியல் அலைக்கு ஆதாரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு கயிறு அல்லது ஒரு கல்லை தண்ணீரில் தூக்கி எறிந்த ஒரு மனிதனின் கையில் அவர்கள் இருக்க முடியும். மூலத்தின் செயல்திறன் மாறக்கூடிய தன்மை கொண்ட ஒரு வழக்கில், ஒரு அலை அடிக்கடி ஊடகத்தில் எழுகிறது. "தொந்தரவு" நீண்ட தூண்டுதல் இயக்கங்களை உருவாக்கும் போது, அலைகள் வேறொருவருக்குப் பிறகு தோன்ற ஆரம்பிக்கின்றன.

இயந்திர அலைகளின் தலைமுறைக்கான நிபந்தனைகள்

இத்தகைய ஊசலாட்டம் எப்போதும் உருவாகவில்லை. அவற்றின் தோற்றத்திற்கான அவசியமான நிபந்தனையானது நடுத்தரக் கலவரத்தின் போது தோற்றமளிக்கிறது, அது தடுக்கக்கூடிய படைகள், குறிப்பாக, நெகிழ்ச்சி. அவர்கள் அண்டை நாடான துகள்கள் நெருக்கமாக ஒன்றாக இணைந்திருக்கிறார்கள், அவர்கள் திருப்பியழைக்கப்படுவதால், ஒருவருக்கொருவர் திருப்பியளிப்பதை நிறுத்திவிடுகிறார்கள். நெகிழ்ச்சி சக்திகள், குழப்பங்களின் மூலத்திலிருந்து துகள்கள் செயல்படுகின்றன, அவற்றை சமநிலையிலிருந்து நீக்கத் தொடங்குகின்றன. காலப்போக்கில், நடுத்தர அனைத்து துகள்கள் ஒரு அதிர்வு இயக்க ஈடுபட்டுள்ளன. இத்தகைய ஊசலாட்டங்களை பரப்புவது ஒரு அலை ஆகும்.

ஒரு மீள் ஊடகத்தில் இயந்திர அலைகள்

மீள் அலைகளில், ஒரே நேரத்தில் இரண்டு வகையான இயக்கங்கள் உள்ளன: துகள்களின் ஊசலாட்டம் மற்றும் பரவலை பரப்புதல். ஒரு நீள்வட்ட அலை என்பது ஒரு இயந்திர அலை ஆகும், அதன் துகள்கள் அதன் பரப்புதலின் திசையில் ஊசலாடுகின்றன. ஒரு அலைநீளம் அலை என்பது அதன் அலை பரவலை நோக்கி திசை திருப்பப்பட்ட ஒரு அலை ஆகும்.

இயந்திர அலைகளின் பண்புகள்

பரவலான அலைகளில் உள்ள குறைபாடுகள் அரிதான மற்றும் அமுக்கங்கள் மற்றும் குறுக்கு திசையில் இருக்கும் - மற்றவர்களிடமிருந்து நடுத்தர சில அடுக்குகளின் இடப்பெயர்வுகள் (இடமாற்றங்கள்). சுருக்க சிதைவு மீள் சக்திகளின் தோற்றத்தோடு சேர்ந்துள்ளது. இந்த வழக்கில், வெட்டுதல் சிதைப்பது திடப்பொருட்களில் பிரத்தியேகமாக மீள் சக்திகள் தோற்றத்துடன் தொடர்புடையதாக இருக்கிறது. வாயு மற்றும் திரவ ஊடகங்களில், இந்த ஊடகங்களின் தட்டுகளின் தோற்றமும் இந்த சக்தியின் தோற்றத்தோடு அல்ல. அவற்றின் பண்புகள் காரணமாக, நீள்வட்ட அலைகள் எந்த ஊடகத்திலும் பிரச்சாரம் செய்ய முடியும், மற்றும் கடந்து செல்லும் அலைகள் - தனித்தனியாக திடமானவை.

திரவங்களின் மேற்பரப்பில் அலைகளின் அம்சங்கள்

திரவத்தின் மேற்பகுதியில் அலைகள் நீளமான மற்றும் குறுக்காக இல்லை. அவர்கள் மிகவும் சிக்கலான, பரந்த-குறுக்குவெட்டு எழுத்து என்று அழைக்கப்படுகிறார்கள். இந்த வழக்கில், திரவ துகள்கள் ஒரு வட்டம் அல்லது நீட்டிக்கப்பட்ட நீள்வட்டங்கள் வழியாக நகர்கின்றன. திரவத்தின் மேற்பரப்பில் துகள்கள், மற்றும் குறிப்பாக பெரிய ஊசலாட்டங்களுடன் சுற்றறிக்கைகளின் இயக்கங்கள் , அலை பரப்புதலின் திசையில் தங்கள் மெதுவான ஆனால் தொடர்ச்சியான இயக்கத்துடன் சேர்ந்துகொள்கின்றன. இது பல்வேறு கடல் உணவுகளின் கரையில் தோற்றத்தை ஏற்படுத்தும் நீரில் உள்ள இயந்திர அலைகளின் பண்புகள் ஆகும்.

இயந்திர அலைகளின் அதிர்வெண்

ஒரு மீள் ஊடகத்தில் (திரவ, திடமான, வாயு) அதன் துகள்களின் அதிர்வுகளை உற்சாகப்படுத்தினால், அவற்றுக்கிடையேயான ஒருங்கிணைப்பு காரணமாக அது ஒரு வேகத்தில் யூகிக்கப்படுகிறது. எனவே, ஒரு அதிர்வுறும் உடல் ஒரு வாயு அல்லது திரவ நடுத்தர இருந்தால், அதன் இயக்கம் அதற்கு அருகில் உள்ள அனைத்து துகள்களுக்கும் பரவுகிறது. அவர்கள் பின்வரும் செயல்களில் ஈடுபடுவார்கள். இந்த நிகழ்வில், நடுத்தரத்தின் அனைத்து புள்ளிகளும் அதே அதிர்வெண்ணில் ஊசலாடும், ஊசலாட்ட உடலின் அதிர்வெண்ணிற்கு சமமாக இருக்கும். இது அலை அதிர்வெண் ஆகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இந்த மதிப்பானது, அலை பரப்பும் இடங்களில் உள்ள புள்ளிகளின் அலைவுகளின் அதிர்வெண்ணாக வகைப்படுத்தப்படும்.

இந்த செயல்முறை எவ்வாறு நடைபெறுகிறது என்பது பற்றி தெளிவாக தெரியவில்லை. இயந்திர அலைகளால், அதன் ஆதாரத்திலிருந்து நடுத்தரத்தின் ஆற்றலுடன் கூட்டு ஆற்றல் பரிமாற்றம் தொடர்புடையது. இதற்கிடையில், ஒரு கட்டத்தில் இருந்து ஒரு அலை வழியாக மற்றொரு கால இடைவெளிகளால் அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், அலைகளுடன் சேர்ந்து, தங்களின் நடுத்தரத் துகள்கள், நகராதே. அவர்கள் சமநிலை நிலையை அடுத்து அவர்கள் ஊசலாடும். அதனால்தான், ஒரு இயந்திர அலை பரவுவதால், ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு இடமாற்றம் ஏற்படாது. இயந்திர அலைகள் வேறு அதிர்வெண் கொண்டிருக்கும். எனவே, அவர்கள் எல்லைகளாக பிரிக்கப்பட்டு ஒரு சிறப்பு அளவிலான உருவாக்கியிருந்தனர். அதிர்வெண் ஹெர்ட்ஸ் (ஹெர்ட்ஸ்) அளவிடப்படுகிறது.

அடிப்படை சூத்திரங்கள்

மெக்கானிக்கல் அலைகள், அதன் கணக்கீடு சூத்திரங்கள் மிகவும் எளிமையானவை, ஆய்வுக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான பொருள். அலைகளின் வேகம் (எ.வி) அதன் முன் இயக்கத்தின் திசைவேகம் (கொடுக்கப்பட்ட நேரத்தில் நடுத்தரத்தின் ஊசலாட்டத்தை அடைந்த அனைத்து புள்ளிகளின் வடிவியல் வட்டமும்):

Υ = √G / ρ,

எங்கே ρ என்பது நடுத்தர அடர்த்தி, மற்றும் ஜி என்பது நெகிழ்ச்சி தன்மை.

கணக்கிடுகையில், அலை செயல்பாட்டில் ஈடுபடும் நடுத்தரத் துகள்களின் திசைவேகத்தின் ஊடாக ஒரு இயந்திர அலை வேகத்தை நாம் குழப்பக்கூடாது. உதாரணமாக, காற்றின் ஒலி அலை 10 மில்லிமீட்டர் அதன் மூலக்கூறுகளின் சராசரி திசைவேகத்தைப் பரப்புகிறது, அதே சமயம் சாதாரண நிலைகளின் கீழ் ஒலியின் வேகம் 330 மீட்டர் ஆகும்.

அலை முன் பல்வேறு வகையான, இது மிகவும் எளிய உள்ளன:

• கோளவியல் - வாயு அல்லது திரவ ஊடகத்தில் அதிர்வுகளால் ஏற்படும். இந்த வழக்கில் அலை வீச்சு குறைவதால் மூலத்திலிருந்து தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறாக உள்ளது.

• பிளாட் - அலை பரப்பு திசையில் செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தை குறிக்கிறது. உதாரணமாக, ஒரு மூடிய பிஸ்டன் சிலிண்டரில், அது ஆஸில்லேட்டரி இயக்கங்களை உருவாக்கும் போது நிகழ்கிறது. விமானம் அலை என்பது கிட்டத்தட்ட மாறிலி வீச்சினால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இடையூறு மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் போது அதன் குறைவான குறைவு வாயு அல்லது திரவ நடுத்தரத்தின் பிசுபிசுப்புடன் தொடர்புடையது.

அலைநீளம்

அலைநீளம் அதன் முன் ஒரு நடுத்தர துகள்கள் ஊசலாடும் காலம் சமமான ஒரு நேரத்தில் நகர்த்தப்படும் எந்த தூரம் புரிந்து:

Λ = ΩT = υ / v = 2πυ / ω,

T என்பது அலைவு காலம், நாம் அலை வேகம், ω என்பது சுழற்சி அதிர்வெண், ν நடுத்தர புள்ளிகளின் அதிர்வு அதிர்வெண் ஆகும்.

ஒரு இயந்திர அலை பரவுவதற்கான வேகம் நடுத்தரத்தின் பண்புகளை முழுமையாக சார்ந்து இருப்பதால், அதன் நீளம் λ ஊடகம் ஒரு மற்றொரு இருந்து மற்றொரு மாறுபடும் மாறுபடுகிறது. இந்த வழக்கில், அதிர்வு அதிர்வெண் ν எப்போதும் அதே உள்ளது. இயந்திர மற்றும் மின்காந்த அலைகள் போன்றவை ஆற்றல் பரிமாற்றத்தில் ஒத்தவை, ஆனால் விஷயத்தை மாற்ற முடியாது.