I vores artikel om bølgernes egenskaber diskuterede vi bølgernes enorme betydning for vores liv og vores teknologier.

Vores kroppe er udviklet til at bruge lydbølger til at registrere vibrationer omkring os og til at høre med. Vores øjne bruger lysbølger til at omdanne en refleksion af et objekt til et billede, som vi forstår. I mellemtiden har vi udviklet radiobølger - som er en form for lys - til at transmittere oplysninger på afstand, mens vi nu kan udnytte energien fra vandbølger til brug for vores samfund.

Ved siden af disse ganske nyttige bølger er der de seismiske bølger, som udløses af jordskælv og vulkaner. Der er elektromagnetiske bølger, som opstår ved samspillet mellem et magnetfelt og et elektrisk felt. Og de bølger, som er det grundlæggende faktum for sjove ting som trampoliner.

Bølger findes overalt omkring os, på steder, som vi måske aldrig havde forventet. Det er derfor så vigtigt, at vi tager os tid til at forstå, hvad disse ting egentlig er: Hvordan de fungerer, deres vigtigste kendetegn og egenskaber og de vigtigste karakteristika, som deres forskellige typer udviser.

Sidstnævnte er det, som vi vil gøre her. Vi vil fokusere på de to hovedtyper af bølger - longitudinelle og transversale - og vise dig de forskellige steder, hvor du kan finde dem hver især. Vi vil pege dig i retning af overfladebølger - en kombination af de to - mens vi er her.

Vi håber, at du finder det interessant!

Hastighed og tværgående bølger
Tværbølger opfører sig anderledes end længdebølger (Kilde: Unsplash)
De bedste undervisere i fysik
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Johan
5
5 (1 anmeldelser)
Johan
175kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Johan
5
5 (1 anmeldelser)
Johan
175kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

For det første, hvad er en bølge?

Kan du huske definitionen af en bølge? Forskere har en tendens til at definere det som en forstyrrelse eller variation, der overfører energi på en regelmæssig måde. Hver del af denne definition er vigtig, så lad os tage et øjeblik til at pakke den ud.

I mekaniske bølger - dvs. bølger, der kræver et medium at passere igennem - forstyrres det partikelmateriale, der letter bølgens energioverførsel. Når bølgens energi passerer gennem stoffet, bevæger partiklerne sig og vender derefter tilbage til deres oprindelige position - således at der er en nettobevægelse på nul.

Det er altså kun energi, der overføres i en mekanisk bølge, ikke masse. Men den energi, der passerer gennem mediet, frembringer svingninger - og disse er nødvendigvis regelmæssige.

Hvis de ikke var det - hvis de bare var helt tilfældige - ville man ikke have en bølge. I så fald må der være en ekstern energikilde, der påvirker mediet, og som ikke blot er en simpel energibevægelse fra punkt til punkt.

Så for at opsummere:

  • en bølge er en forstyrrelse i et medium;
  • skal være regelmæssige i deres forstyrrelse, og
  • overføre energi fra punkt til punkt.

En bemærkning om elektromagnetiske bølger

Mekaniske bølger har brug for et materielt medium at forstyrre - ellers kunne de ikke sprede sig. De overfører energi gennem materiale, hvad enten det er fast stof, væske eller gas.

Der er imidlertid en anden type bølge, som vi glemmer - og det er den elektromagnetiske bølge. Disse typer - såsom synligt lys, radiobølger, ultraviolet og gammastråler - kan med glæde bevæge sig gennem et rum uden noget materielt medium. Som et vakuum eller som det ydre rum.

Det gør begrebet forstyrrelse eller forskydning lidt svært at forstå. For hvordan kan der være tale om en forskydning, hvis der ikke er noget - bogstaveligt talt intet materiale - at forskyde? Godt spørgsmål - og det har også generet forskerne.

Tilbage i midten af det 19. århundrede fandt James Clerk Maxwell, en videnskabsmand, der er berømt for det, der er kendt som Maxwells ligninger, ud af, at elektromagnetiske bølger er forstyrrelser, der udbreder sig i magnetfeltet. De er altså forstyrrelser, ligesom jordskælvsbølger er det, men de sker i et helt andet medie end det, vi kalder "stof".

De bedste undervisere i fysik
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Johan
5
5 (1 anmeldelser)
Johan
175kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Johan
5
5 (1 anmeldelser)
Johan
175kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

Longitudinale bølger og transversale bølger

Nu hvor det er afklaret, kan vi gå videre til det egentlige indhold af denne artikel - arten af og forskellen mellem longitudinelle bølger og transversale bølger.

Har du nogen idé om denne forskel? Hvis du har læst vores artikel om hvad bølger i fysik går ud på, kan det godt være, at du har forstået det grundlæggende. Alligevel vil vi her tage det lidt mere detaljeret op.

Forskellen mellem longitudinale og transversale bølger handler om bølgebevægelsen - nemlig den måde, som bølgerne svinger på. Hvis en bølge giver anledning til en materialebevægelse, der er vinkelret på energioverførselens retning, kalder vi denne slags bølger for transversale. Hvis bevægelsen snarere er parallel med den retning, hvor energien overføres, kalder vi bølgen longitudinal.

Lad os for overskuelighedens skyld tage dem en ad gangen.

Bølger og cirkler i farver
Tværbølger og længdebølger adskiller sig på flere områder (Kilde: Unslash)

Hvad er tværbølger?

Hvis der fandtes en "klassisk" bølge, ville det være den transversale bølge. Det er de velkendte typer bølger, som vi studerer i diagrammer. Det gør vi, fordi de transversale bølger er de letteste bølger at visualisere - da de viser en polarisering, som vi kan se strække sig ud i rummet.

Tænk på et sjippetov. Når du slår med det, bevæger en synlig bølge sig fra din hånd ned langs rebet. Dette er en tværbølge.

Den videnskabelige definition af en tværgående bølge er, at dens forskydning af mediet er vinkelret på energioverføringsretningen. Hvis vi igen tænker på sjippetovet, betyder det, at den synlige bølge bevæger sig "op og ned", at energien bevæger sig ned langs tovets længde.

Find ud af mere om brydning af bølger i vores anden artikel om emnet.

Toppe og lavpunkter

Vi kalder bølgens højeste punkt - det øjeblik med maksimal forskydning af mediet - i en tværbølge for "top", når den er "opadgående", og for "lavpunkt", når den er "nedadgående".

Derfor kan vi med en tværbølge let måle bølgens bølgelængde og dens amplitude. "Nemt", i hvert fald teoretisk set. For igen kan man se afstanden mellem toppene (hvorved vi måler længden af bølgens svingning eller dens bølgelængde) samt afstanden mellem toppene og bølgens hvilestilling (bølgens amplitude).

Begge dele - bølgelængde og amplitude - kan fortælle os, hvor meget energi der overføres i bølgen.

Eksempler på transversale bølger

Vi har diskuteret eksemplet med sjippetovet - en type tværbølge. Men der er mange flere.
En guitarstreng fungerer på nøjagtig samme måde som hoppetovet - bortset fra at bølgens frekvens er meget højere.

Elektromagnetiske bølger som f.eks. lys- og radiobølger er også tværbølger. I deres forstyrrelse af magnetfeltet polariserer de skiftevis - hvilket betyder, at når den elektriske bølge topper, er det magnetiske aspekt i et lavpunkt.

Hvad er longitudinalbølger?

I en tværbølge fører forskydningen til en polarisering af mediet. I en longitudinalbølge sker denne forstyrrelse på en anden måde, der ikke giver disse vinkelrette toppe og lavpunkter.
I en longitudinalbølge sker forskydningen i energiens bevægelsesretning. Så i stedet for et sjippetov skal vi forestille os en slinky - en af disse lange spiraler eller fjedre, der hopper ned ad trapperne.

Hvis man lægger en slinky fladt ud på et bord og skubber den ene ende, hvad ville der så ske? Dele af fjederen ville samle sig og udvide sig gradvist fra hinanden. I stedet for at der ville ske en sidelæns vobling, ville energien blive overført i selve slinkyens struktur.

Kompressioner og sjældenheder

Forskere kalder disse bevægelser for kompressioner og sjældnefraktioner, og de er den langsgående ækvivalent til de tværgående toppe og lavninger.

Kompressioner er de områder i mediet, hvor partiklerne - eller ringene i slinky'en - er tættere på hinanden. Her er trykket meget højt, hvilket betyder, at mediet kan skubbe sig selv fra hinanden igen.

Rarefactionerne er derimod områder med lavt tryk; det er de områder, hvor mediets partikler er længere fra hinanden.
Hvis man skulle måle amplituden eller frekvensen og bølgelængden af en længdebølge, ville man foretage målingen fra de punkter, hvor kompressionen er størst.

Eksempler på længdebølger

Hvilke andre eksempler på længdebølger findes der ud over slinky'en (som i øvrigt også kan fremme tværbølger)?

Lydbølger i fysik er måske et af de vigtigste - eller er i hvert fald et af de mest bekvemme eksempler. De bevæger sig godt gennem luft, men bevæger sig faktisk hurtigere gennem væsker og faste stoffer - da mediet er tættere, hvilket betyder, at der kan ske større kompressioner af dets partikler.

Bølger i form af ringe i vandet
Ringe i vandet er et tydeligt eksempel på bølger som vi kan se (Kilde: Gary Bendig, Unsplash)

Hvad er overfladebølger?

Der er forresten en tredje type bølge, som du måske gerne vil vide noget om. Det er overfladebølger - som de berømte havbølger - der udspiller sig på grænsefladen mellem to medier.

De er faktisk en kombination af både længdebølger og tværbølger. Bare så du ved det!

>

Platformen der forbinder undervisere og elever

Første undervisning gratis

Kunne du lide denne artikel? Skriv en anmeldelse!

5,00 (1 anmeldelse(r))
Loading...

Adil

Adil bor i København, hvor hun arbejder som freelanceoversætter og underviser i dansk. Udover dansk taler Adil også engelsk, russisk og tysk. Når Adil ikke arbejder elsker hun at rejse, løbe og dyrke yoga.