Mechanické vlnění

Mechanické vlnění je děj, při němž se kmitání šíří látkovým prostředím. Mechanické vlnění se šíří látkami všech skupenství pomocí vazebných sil působících mezi časticemi, mezi atomy a molekulami. Vzniká tak, že výchylka jedné částice z rovnovážné polohy vnější silou a k tomu dodaná energie se přenese na částici sousední, pak na další a tak vlnění určitou rychlostí postupuje od svého zdroje v řadě bodů, nebo v rovině, nebo v prostoru. Mechanické vlnění je například zvukové vlnění.

Druhy vlnění

Postupné mechanické vlnění

Související informace naleznete v článku Postupné vlnění.

Vzniká postupným rozkmitáváním bodů v pružném prostředí (hadice, lano, vodní hladina ...).

Rovnice postupné vlny:

$y = y_m \sin 2\pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{\lambda} \right)$

(okamžitá výchylka $y$, maximální amplituda $y_m$, čas $t$, perioda $T$, poloha $x$, vlnová délka $\lambda$)

Postupné příčné vlnění

Postupné příčné vlnění. Znázorněný bod představuje okamžitou výchylku y závislou na čase t a vzdálenosti x od zdroje vlnění.

Body prostředí kmitají kolmo na směr šíření. Příkladem postupného vlnění příčného je vlnění na vodní hladině po dopadu kamene, šířící se od tohoto zdroje v kruhových rovinných vlnoplochách ve tvaru vrch - důl.

Postupné podelné vlnění

Body prostředí kmitají ve vlnoplochách

Stojaté vlnění

Související informace naleznete v článku Stojaté vlnění.

Stojaté příčné vlnění. Uzly jsou vyznačeny červeně.

Skládáním dvou proti sobě jdoucích postupných vlnění stejných parametrů vzniká stojaté vlnění, které je v řadě bodů (představovaných například napjatou strunou) charakterizováno body se stále stejnou výchylkou. Body s trvale největší výchylkou se nazývají kmitny, body s trvale nulovou výchylkou se nazývají uzly. Stojaté vlnění pružných těles se nazývá chvění a je nejčastějším zdrojem zvuku a fyzikálním základem hudebních nástrojů.

Rovnice stojatého vlnění

$y = 2y_m \sin2\pi\frac{t}{T}\cos 2\pi\frac{x}{\lambda}$

Podelné a příčné vlnění

Související informace naleznete v článku Podélné vlnění.

Související informace naleznete v článku Příčné vlnění.

Podle směru vychýlení částic z rovnovážné polohy rozlišujeme vlnění příčné (výchylka je kolmá na spojnici sousedních částic) a vlnění podélné (výchylka je ve směru spojnice sousedních částic).

Vlnoplocha

Související informace naleznete v článku Vlnoplocha.

Částice, ke kterým postupné vlnění v daném časovém okamžiku dospělo, tvoří vlnoplochu. Směr vlnění udává paprsek - přímka kolmá na vlnoplochu.

Související články

• Elektromagnetické vlnění
• Vlnění
• Vlnová délka
• Frekvence
• Mechanické kmitání

Externí odkazy

• Vlnění - zpracovaná maturitní otázka z fyziky na téma vlnění od Radka Jandory
• Mechanické vlnění - maturitní práce na gymnáziu v Ústí nad Orlicí, neznámý autor, 14.5.2000