Strona głównaPytania → Dlaczego dźwięk jest falą podłużną?

Dlaczego dźwięk jest falą podłużną?

Pytanie

Pyta Matuu

Dlaczego fala dźwiękowa jest falą podłużną i czy istnieją warunki, w których staje się ona falą poprzeczną?

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

Do rozchodzenia się fali dźwiękowej potrzebna jest elastyczność ośrodka, która wytwarza silę działającą przeciwnie do wychylenia. Jeżeli wychylimy warstwę powietrza w kierunku prostopadłym do jej płaszczyzny, ciśnienie przed nią się zwiększy, a za nią się zmniejszy. Powstała w ten sposób różnica ciśnień dostarcza siły elastycznej, a zaburzenie będzie rozchodziło się w kierunku wychylenia warstwy dając falę podłużną.

Gdybyśmy, chcąc wytworzyć falę poprzeczną, przesunęli warstwę w kierunku leżącym w jej płaszczyźnie, nie powstałaby znacząca zmiana ciśnienia, a więc i fala poprzeczna.

Fala poprzeczna może powstać w ośrodku, który wytwarza siłę elastyczną w odpowiedzi na takie przesunięcie w płaszczyźnie warstwy. Ściślej mówimy, że odkształcenie ścinające musiałoby wytworzyć naprężenie elastyczne, które mu przeciwdziała. Takie naprężenie pod wpływem odkształcenia ścinającego powstaje w ciałach stałych, a więc w nich fala poprzeczna może się rozchodzić.