Rugalmas hullámok
8.4. A HULLADÉKOK ÖSSZETÉTELÉNEK HATÁSAI. STABLE ELASTIC WAVES
Ha több hullám egyidejűleg propagál a közegben, akkor a közeg részecskéinek rezgései az oszcillációk geometriai összegét jelentik, amelyet a részecskék teszik, amikor minden hullám külön-külön szaporítódik. Következésképpen a hullámokat egyszerűen egymás fölé helyezik egymásra, anélkül, hogy megzavarják egymást. Ez a kijelentés a hullámok szuperpozíciójának elve. A szuperpozíció elve azt állítja, hogy a több hullám terjedése által okozott mozgás egyszerre egy hullámfolyamat. Ilyen folyamat például egy zenekar hangja. A hanghullámok egyidejű gerjesztése az egyes hangszerekkel történik. Figyelemre méltó, hogy amikor a hullámok egymásra helyezkednek, különleges jelenségek keletkezhetnek. Ezeket addicionális hatásoknak, vagy ahogyan azt mondják, a hullámok szuperpozíciói. Ezek közül a legfontosabbak az interferencia és a diffrakció.
Az interferencia a térbeli rezgési energia időbeli eloszlásának jelensége, amelynek következtében egyes helyeken oszcillációkat erősítenek, míg másokban gyengülnek. Ez a jelenség akkor merül fel, ha a hullámok időbeli változó fázisbeli különbséggel, az úgynevezett koherens hullámokkal vannak kombinálva. A nagyszámú hullám interferenciáját diffrakciónak nevezzük. Nincs alapvető különbség az interferencia és a diffrakció között. Ezeknek a jelenségeknek a természete egy és ugyanaz. Csak egy nagyon fontos beavatkozási hatásról beszélünk, amely az állóhullámok kialakulásából áll.
Az állóhullámok kialakulásához szükséges feltétel a rájuk eső hullámokat tükröző határok jelenléte. Állandó hullámok keletkeznek incidens és visszavert hullámok hozzáadásával. Ilyen jelenségeket gyakran találtak. Tehát minden hangszer hangjának hangja örömmel áll az állandó hullámtól. Ez a hullám egy sztringben (sztringeszközökben), vagy egy levegő oszlopban (szélhangszerek) van kialakítva. A fényvisszaverő határok ezeknél az eseteknél a szálak rögzítésének pontjai és a szélegységek belső üregének felületei.
Minden álló hullámnak a következő tulajdonságai vannak. Az a tér teljes területe, amelyben a hullám izgatott, felosztható a sejtekbe oly módon, hogy az oszcillációk teljesen hiányoznak a sejthatárokon. Az ezeken a határokon található pontokat állandó hullám csomópontoknak nevezik. Az oszcillációs fázisok az egyes cella belső pontjaiban azonosak. A szomszédos sejtekben az oszcilláció egymás felé, azaz antiphase-ban történik. Egy sejten belül az oszcilláció amplitúdója térben változik, és bizonyos ponton eléri a maximális értékét. Azokat a pontokat, amelyekben ez megfigyelhető, az álló hullám antinódjainak nevezzük. Végül az állóhullámok jellemző tulajdonsága a frekvenciáik spektrumának diszkrétsége. Állandó hullámban az oszcillációk csak szigorúan meghatározott frekvenciákon fordulhatnak elő, és az egyikről a másikra való átmenet hirtelen történik.