Vlnění

Jako vlnění se označuje šíření kmitů prostorem.

Celý proces vzniku vlnění lze demonstrovat na příkladu vázaných oscilátorů. Máme-li vázané oscilátory, přenáší se energie kmitání postupně z jednoho oscilátoru na druhý a zpět. Podobně to funguje mezi částicemi v látkách, mezi kterými existují vazební síly. Energie kmitavého pohybu jedné částice se postupně přenáší na okolní částice. Důsledkem je skutečnost, že energie kmitavého pohybu se v látce postupně šíří a přenáší se i na vzdálenější částice. Tělesem se tak přemísťuje kmitavý pohyb (a s ním i energie tohoto pohybu), aniž se těleso jako celek přemisťuje. Tímto způsobem se v látce šíří určitá změna, tzv. rozruch.

[editovat] Výskyt vlnění

Uvedený pohyb částic v látce je příkladem mechanického vlnění, které je formou mechanického pohybu a přenosu energie. Obecně se však vlnění nespojuje pouze s pohybem částic, ale můžeme jej nalézt u jakékoli spojitě rozložené veličiny, např. elektromagnetického pole (viz elektromagnetické vlnění).

S vlněním se lze setkat také v optice nebo kvantové fyzice.

[editovat] Základní vlastnosti vlnění

Vzhledem k tomu, že vlnění vychází z kmitání, jsou také používané základní pojmy shodné (viz Základní vlastnosti kmitání).

Vlnění je jev, který probíhá nejenom v čase, ale také v prostoru. Pro popis vlny zavádíme tzv. vlnovou délku, která představuje vzdálenost dvou sousedních vlnoploch.

Směr amplitudy vlnění se nemusí shodovat se směrem šíření vlnění. Je-li amplituda vlnění kolmá ke směru šíření vlnění, mluví se o vlnění příčném (transverzálním). Pokud je amplituda rovnoběžná se směrem šíření vlnění, pak se mluví o podélném (longitudálním) vlnění.

Šíření vln v prostoru se řídí důležitým Huygensovým principem.

Znalost základních vlastností vlnění je důležitým základem pro další studium jevů spojených s vlněním.

Mezi tyto jevy lze zařadit např. interferenci, ohyb vlnění nebo jevy, které vznikají na rozhraní dvou prostředí (např. odraz a lom). Při sledování relativních pohybů lze využít znalosti tzv. Dopplerova jevu.

[editovat] Rozdělení vlnění

K dělení vlnění jsou používány podobné principy jako při dělení kmitání.

Důležité je rozdělení podle vlnové rovnice popisující vlnění na

• lineární - vlnění lze popsat lineární diferenciální rovnicí nebo soustavou lineárních diferenciálních rovnic (např. harmonické vlnění)
• nelineární - vlnění nelze popsat lineární diferenciální rovnicí nebo soustavou lineárních diferenciálních rovnic

Podle orientace výchylky ke směru šíření lze vlnění rozdělit na

• podélné vlnění
• příčné vlnění

Podle šíření vlnění lze provést rozdělení na

• postupné vlnění
• stojaté vlnění

Podle polarizace se vlny dělí na

• polarizované
• nepolarizované

Vlny lze označit podle tvaru vlnoplochy, např.

• rovinná vlna - vlnoplochy jsou rovnoběžné roviny
• sférická (kulová) vlna - vlnoplochy jsou koncentrické koule
• prostorová vlna - vlna šířící se prostorem s vlnoplochou obecného tvaru

Vlnění lze také označit podle prostředí, ve kterém se vlny šíří, např.

• mechanické vlnění
• elektromagnetické vlnění
• gravitační vlnění
• spinová vlna

Vlny bývají také označovány speciálními názvy podle prostředí, způsobu šíření, popř. dalších vlastností. Např.

• seizmické vlnění
• kapilární vlna
• zvuková vlna
• Gerstnerova vlna
• Rayleighova vlna
• torzní vlna
• povrchová vlna

Často bývá také vhodné rozlišovat vlny ve vztahu k určité překážce nebo bodu, např.

• dopadající vlna
• odražená vlna
• lomená vlna
• rozptýlená vlna

[editovat] Související články

• Kmitání
• Vlnová rovnice

Tento fyzikální článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.