|
|
||||||||||||||||||||||
Elastische golf
Fysisch gesproken is een elastische golf een zich voortplantende verstoring van een of andere evenwichtstoestand. Wat zich in feite voortplant is een bewegingstoestand en daarmee de hoeveelheid energie en impuls. Er vindt dus geen netto transport van materie (massa) plaats. Aan de hand van een zeer eenvoudig fysisch model kan dit worden verduidelijkt. Beschouw daartoe een rij materiedeeltjes die onderling zijn verbonden met veren. De veren die aan de deeltjes vastzitten zorgen ervoor dat de elastische krachten van het ene deeltje op het andere kunnen worden overgebracht. De evenwichtstoestand is dat alle deeltjes op een rij liggen met gelijke onderlinge afstand. Indien nu deeltje A vanuit de evenwichtstoestand omhoog wordt bewogen zal er via veer 1 een kracht worden uitgeoefend op deeltje B dat daardoor eveneens in beweging komt. B brengt daarna deeltje C op dezelfde wijze in beweging. Echter C gaat op een later tijdstip bewegen dan deeltje B dat weer later is dan A. Met andere woorden op één bepaald moment hebben ze alle drie een verschillende uitwijking ten opzichte van de evenwichtsstand.Indien A vervolgens weer in de evenwichtsstand tot rust zou komen dan blijven B en C als gevolg van hun massatraagheid nog even bewegen en geven die beweging door aan de volgende deeltjes. De verstorende beweging plant zich dus voort langs de rij deeltjes. Omdat de uitwijking van de deeltjes loodrecht op de voortplantingsrichting ligt spreekt men hier van een transversale golf. De verstoring kan ook nog plaats vinden in de richting van de rij deeltjes. Men spreekt dan van een longitudinale golf. Bij een longitudinale golf zijn er gebiedjes waar de deeltjes dichter bij elkaar liggen dan normaal en gebiedjes waar ze juist verder van elkaar liggen. Deze verdikkingen en verdunningen planten zich voort. Stoffen waarin geen statische schuifspanningen kunnen optreden, dit zijn de vloeistoffen en gassen, kunnen in het model worden voorgesteld door veren die los van de deeltjes zitten. In dergelijke stoffen kunnen geen transversale golven lopen. Een geluidgolf in lucht die wij met ons gehoororgaan kunnen waarnemen is dus een longitudinaal verschijnsel waarbij afwisselend verdichtingen en verdunningen optreden ten opzichte van de evenwichtsstand. De hiermee gepaard gaande drukverhogingen en drukverlagingen ten opzichte van de barometrische druk planten zich voort.
|
|||||||||||||||||||||||