String Theory and Waves

Wellen (wie wir in der Regel von ihnen denken) durch eine Art von Medium zu bewegen. Wenn Sie das Ende eines Springseil oder String Flick, bewegt sich eine Welle entlang dem Seil oder Schnur. Wellen bewegen sich durch das Wasser oder Schallwellen durch die Luft, mit diesen Materialien als Medium für die Wellenbewegung wirkt.

In der klassischen Physik transportieren Wellen Energie, aber keine Rolle, von einer Region zur anderen. Ein Satz von Wassermolekülen überträgt seine Energie in die nahegelegenen Wassermoleküle, was bedeutet, dass die Welle durch das Wasser bewegt, obwohl die tatsächliche Wassermoleküle nicht wirklich den ganzen Weg von Anfang an der Welle bis zum Ende der Welle .

Dies wird noch deutlicher, wenn Sie das Ende eines Springseil zu nehmen waren und schütteln es, eine Welle verursacht entlang seiner Länge zu reisen. Natürlich reisen die Moleküle an Ihrem Ende des Sprungseil nicht entlang. Jede Gruppe von Springseil Moleküle schubst die nächste Gruppe von Springseil-Moleküle, und das Endergebnis ist die Wellenbewegung entlang seiner Länge.

Es gibt zwei Arten von mechanischen Wellen, wie in dieser Figur gezeigt:

  • Querwelle: Eine Welle in dem die Verschiebung des Mediums zu der Richtung der Bewegung der Welle entlang dem Medium, wie das Schnippen eines Sprungseil senkrecht.

  • Longitudinalwelle: Eine Welle, die in die gleiche Richtung bewegt, in der sich die Welle bewegt, wie ein Kolben an einem Zylinder von Wasser drückt.

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Der höchste Punkt auf einer Querwelle (oder der dichteste Punkt in einer Längswelle) heißt ein Kamm. Der tiefste Punkt auf einer Querwelle (oder am wenigsten dichten Punkt in einer Längswelle) heißt ein Trog.

Die Verschiebung von der Ruhepunkt auf dem Kamm - mit anderen Worten, wie hoch die Welle kommt - wird genannt Amplitude. Der Abstand von einem Kamm zu einem anderen (oder eine Mulde zu einem anderen) aufgerufen, um die Wellenlänge. Diese Werte werden auf der Querwelle gezeigt. Die Wellenlänge ist auf der Längswelle gezeigt, als auch, obwohl die Amplitude auf diese Art von Welle zu zeigen, hart ist, so ist es nicht enthalten.

Eine andere nützliche Sache zu prüfen, ist die Geschwindigkeit (Geschwindigkeit und Richtung) der Welle. Dies kann durch seine Wellenlänge bestimmt werden, und Frequenz, die ein Maß dafür, wie viele Male die Welle passiert einen gegebenen Punkt pro Sekunde. Wenn Sie die Frequenz und die Wellenlänge kennen, können Sie die Geschwindigkeit berechnen. Dies wiederum ermöglicht es Ihnen, die Energie in der Welle enthaltenen zu berechnen.

Ein weiteres Merkmal von vielen Wellen ist die Überlagerungsprinzip, die besagt, dass, wenn zwei Wellen überlappen, wobei die Gesamtverschiebung der Summe der einzelnen Auslenkungen, wie in dieser Figur gezeigt. Diese Eigenschaft wird auch bezeichnet als Welleninterferenz.

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Betrachten wir Wellen, wenn zwei Schiffe einander Weg kreuzen. Die Wellen gemacht durch die Schiffe führen das Wasser zu werden choppier, und wie die Wellen Höhe zueinander addieren, verursachen sie massiv schwillt an.

In ähnlicher Weise kann manchmal Wellen gegenseitig aufheben. Wenn der Kamm der Welle 1 mit dem Trog der Welle überlappt 2, heben sie sich an diesem Punkt aus. Diese Art von Interferenz spielt eine Schlüsselrolle in einer der Quantenphysik Probleme - das Doppelspaltexperiment.


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