Ones transversals i longitudinals
Les ones transversals i les ones longitudinals són els dos tipus principals de propagació d'ones. Aquests dos conceptes són extremadament importants i són especialment útils per explicar molts fenòmens relacionats amb la mecànica ondulatòria. En aquest article, compararem l'ona transversal amb l'ona longitudinal i parlarem de les seves definicions, semblances i, finalment, de les seves diferències.
Què és l'ona transversal?
En ones i vibracions, el concepte d'ones transversals és una pedra angular. L'ona transversal és una de les dues formes bàsiques d'ones. Per entendre una ona transversal, cal una comprensió essencial de la mecànica ondulatòria. Una ona és un mètode de transferència d'energia. A mesura que l'ona es propaga per l'espai, l'energia que transporta també es propaga. Aquesta energia fa que les partícules en el camí, oscil·lin. En altres paraules, l'energia es propaga mitjançant l'oscil·lació de les partícules. En ones transversals, les partícules oscil·len perpendicularment a la direcció del moviment de l'ona. Cal tenir en compte que les partícules no es mouen en la direcció de propagació ni tan sols lleugerament. Per a una ona sinusoïdal, les partícules oscil·len en un moviment harmònic simple. Per a qualsevol ona, el major desplaçament de la partícula des del punt d'equilibri és igual a l'amplitud de l'ona, i és proporcional a l'energia transportada per l'ona. Les ones com les ones de llum i altres ones electromagnètiques són transversals. Les ones de llum normals tenen oscil·lacions en totes les direccions perpendiculars a la propagació. Un raig polaritzat pla tindria oscil·lacions només en una direcció.
Què és l'ona longitudinal?
L'ona longitudinal és l' altre tipus principal d'ones, presents a la natura. Els mateixos principis de la dinàmica de les ones s'apliquen a les ones longitudinals. En una ona longitudinal, les oscil·lacions de les partícules són paral·leles a la direcció de propagació. Això no vol dir que les partícules es moguin amb l'ona. Les partícules només oscil·len al voltant d'un punt d'equilibri fix a l'espai. Com que les oscil·lacions són paral·leles al moviment, es produeix una diferència de pressió. Una ona longitudinal també es pot considerar com una ona de pressió ja que l'energia es transfereix a través de la pressió. Cal tenir en compte que, a diferència de les ones transversals, les ones longitudinals només tenen una direcció d'oscil·lació. El desplaçament màxim des del punt d'equilibri és igual a l'amplitud de l'ona, i és proporcional a l'energia de l'ona. Les ones sonores són el millor exemple d'ones longitudinals. La diferència de pressió entre l'interior de la nostra oïda i l'exterior varia a causa de la variació de pressió creada per l'ona sonora. Això fa que el diafragma de l'oïda oscil·li, que després és detectat per les neurones de detecció del so.
Quina diferència hi ha entre les ones longitudinals i les ones transversals?
• Les ones transversals creen oscil·lacions que són normals a la direcció de propagació, però les ones longitudinals creen oscil·lacions paral·leles a la propagació de l'ona.
• Les ones transversals tenen oscil·lacions en moltes direccions diferents, però les ones longitudinals només tenen oscil·lacions en una direcció.
• Les ones naturals de l'oceà es creen per una superposició d'ones longitudinals i transversals.
