Conţinut
Undele pot avea două forme de bază: transversale, cu mișcare verticală și longitudinală, sau compresie materială. Undele transversale sunt ca valurile mării sau vibrațiile de pe coarda unui pian: le puteți vedea mișcarea cu ușurință. Undele de compresie, prin comparație, sunt straturi invizibile alternante de molecule comprimate și rarefiate. Undele sonore și de șoc se propagă în acest fel.
Undele mecanice
Undele de compresie se pot propaga printr-un anumit tip de mediu material, cum ar fi aerul, apa sau oțelul. Vidul nu poate transporta unde de compresie, deoarece nu există nicio substanță care să conducă energia. Dependența de mediu înseamnă că acestea sunt unde mecanice, iar mediul determină viteza acestuia. Viteza sunetului în aer, de exemplu, este de 346 m pe secundă. Un material dens, precum oțelul, conduce sunetul la 6.100 m pe secundă.
Undele de compresie
Dacă ați putea vedea o undă de compresie care se mișcă prin aer, ați vedea o zonă de molecule comprimate în direcția din care se propagă unda. Moleculele sunt din ce în ce mai rarefiate după un punct maxim de compresie, până când vedeți o zonă cu presiune mai mică cu mai puține molecule de aer. Aerul devine progresiv mai dens după acel punct, până când atinge din nou compresia maximă. Distanța dintre punctele maxime de compresie și rarefacție este o lungime de undă. Pe măsură ce frecvența unei unde crește, lungimea acesteia scade.
Interferență
Două sau mai multe valuri, care traversează același punct într-un mediu, interferează reciproc. Puteți vedea acest efect aruncând două pietre într-un lac cu apă liniștită; valurile se răspândesc și se suprapun. Același lucru este valabil și în cazul undelor de compresie. Dacă un punct de compresie îndeplinește un punct de rarefacție, cele două se anulează reciproc. Dacă două puncte de compresie se întâlnesc, ele se întăresc reciproc, creând un punct cu dublul presiunii.
Valuri de șoc
Un jet care se deplasează prin aer mai repede decât viteza sunetului produce o explozie sonoră. Pe măsură ce jetul avansează, moleculele de aer se „îngrămădesc” în fața lui, ca pământul în fața unui excavator. Straturile de aer comprimat și rarefiat nu se mișcă direct, la fel ca în cazul sunetului. Unda de șoc formează un con cu vârful în fața jetului, iar undele de compresie se mișcă înapoi în cercuri în creștere.
