Ալիքներ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Ալիքներ ջրի մակերեսին

Ալիք, տատանումների տարածումը ժամանակի ընթացքում տարածության մեջ։ Ալիքները բնության մեջ հաճախ հանդիպող երևույթ են։ Ձայնը, լույսը, էլեկտրամագնիսականությունը ալիքային երևույթներ են։ Ալիքի երկու հիմնական տիպ կա՝ մեխանիկական և էլեկտրամագնիսական։ Մեխանիկական ալիքները տարածվում են միջավայրում՝ փոխազդելով նրա մասնիկների հետ և առաջացնելով միջավայրի նյութի դեֆորմացիա։ Ձայնը մեխանիկական ալիք է։ Էլեկտրամագնիսական ալիքները լիցքավորված մասնիկների ստեղծած էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի պարբերական տատանումներ են և կարող են տարածվել վակուումում։ Այս տիպի ալիքները տարբեր ալիքի երկարություններ ունեն և ըստ դրա դասակարգվում են ռադիոալիքների, միկրոալիքների, ինֆրակարմիր ճառագայթման, տեսանելի լույսի, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, ռենտգենյան և գամմա-ճառագայթների։

Simple harmonic motion animation.gif

Լայնական և երկայնական ալիքներ[խմբագրել]

Այն ալիքը, որում միջավայրի մասնիկները տատանվում են նրա տարածման ուղղությանն ուղղահայաց կոչվում է լայնական։ Ջրի մակերևույթին տարածվող ալիքների դեպքում ջրի մասնիկներն ու ալիքի վրայով լողացող փայտի կտորը վեր ու վար են շարժվում, իսկ ալիքը հեռանում է հորիզոնական ուղությամբ։ Պարանի ծայրը վերև-ներքև շարժվելիս ալիքը տարածվում է այդ շարժման ուղղահայաց ուղղությամբ։

Այն ալիքը, որում միջավայրի մասնիկները տատանվում են ալիքի տարածման ուղղությամբ, կոչվում է երկայնական։ Երկայնական ալիքի օրինակ` եթե ձեռքով պարբերաբար հարվածենք մի ծայրը պատին ամրացրած երկար, թույլ զսպանակի ազատ ծայրին, ապա կնկատենք, թե ինչպես է զսպանակի երկայնքով գալարների խտացումների և նոսրացումների տեսքով ալիք տարածվում։

Ondes cisaillement 2d 20 petit.gif

Հարվածի ժամանակ գալարները զսպանակի այդ ծայրում մոտենում են իրար` կազմելով գալարների խտացում, իսկ երբ ձեռքը հեռացնում ենք զսպանակից, գալարները հեռանում են իրարից, և նախկին խտացման տեղում առաջանում է գալարների նոսրացում։ Զսպանակի գալարներն այսպիսով տատանվում են։

Հեղուկների մեջ և գազերում կարող են տարածվել միայն երկայնական ալիքներ, իսկ պինդ մարմիններում` և՛ երկայնական, և՛ լայնական:

Ալիքի տարածման արագություն[խմբագրել]

Դժվար չէ նկատել, որ զսպանակի ձախ ծայրում առաջացած խտացումներն ու նոսրացումները աջ ծայր հասնում են ոչ թե միանգամից, այլ որոշ ժամանակ անցնելուց հետո: Դա նշանակում է, որ տատանումները զսպանակի միջոցով տարածվում են ոչ թե ակնթարթորեն, այլ մի որոշ արագությամբ: Այդ արագությունը կոչվում է ալիքի տարածման արագություն: Ալիքի արագությունը որոշվում է այն միջավայրի հատկություններով, որում տարածվում է:

Onde compression impulsion 1d 30 petit.gif

Ալիքի երկարություն[խմբագրել]

    1rightarrow.png Հիմնական հոդված՝ Ալիքի երկարություն

Միջավայրով ալիքի տարածման ժամանակ միջավայրի մասնիկները միաժամանակ չեն սկսում տատանողական շարժումը: Այն մասնիկները, որոնք ալիքի առաջացման կետից ավելի հեռու են գտնվում, ավելի ուշ կսկսեն տատանվել: Պարզ է, որ ուշացման ժամանակամիջոցը կախված է ալիքի տարածման արագությունից:

Ենթադրենք, թե ալիքի առաջացման կետում մասնիկը կատարում է տատանում T պարբերությամբ: T ժամանակ անց կսկսեն տատանվել միջավայրի այն մասնիկները, որոնք գտնվում են նշված կետից vT հեռավորության վրա: Այդ հեռավորությունն անվանում են ալիքի երկարություն և նշանակում λ (լյամդա) տառով: Այսպիսով, ալիքի երկարությունը`

\lambda = vT = \frac{v}{\nu} = \frac{2\pi v}{\omega},

որտեղ v-ն ալիքի փուլային արագությունն, իսկ \nu-ն՝ հաճախությունը, \omega-ն՝ անկյունային հաճախությունը։

Ծովի կամ գետի մակերևույթին առաջացող ալիքների համար ալիքի երկարությունը մի ալիքի փոսից մինչև հաջորդ ալիքի փոսը կամ մի ալիքիկատարից մինչև հաջորդ ալիքի երկարություն ունեն, քան գետի ալիքները։ Զսպանակում առաջացող ալիքների դեպքում դա երկու հարևան խտացումների կամ նոսրացումների միջև եղած հեռավորությունն է։

Onde cisaillement impulsion 1d 30 petit.gif

Սեյսմական ալիքներ[խմբագրել]

    1rightarrow.png Հիմնական հոդված՝ Սեյսմիկ ալիքներ

Երկրաշարժերի կամ հզոր պայթյունների օջախներից Երկրի ներսում ալիքներ են տարածվում։ Այդ ալիքները կոչվում են սեյսմական։ Քանի որ Երկիրը հիմնականում պինդ է, ապա նրանում միաժամանակ կարող են առաջանալ երկու տեսակի ալիքներ` երկայնական և լայնական։ Այս ալիքների արագությունը նույնը չէ, երկայնական ալիքները լայնականներից արագ են տարածվում։ Օրինակ` 500 կմ խորության վրա լայնական սեյսմիկ ալիքների արագությունը մոտավորապես 5 կմ/վ է,իսկ երկայնական ալիքները` 10 կմ/վ։ Սեյսմական ալիքներով պայմանավորված Երկրի մակերևույթի տատանումների արձանագրումն ու գրանցումն իրականացվում է սեյսմոգրաֆի միջոցով։ Սեյսմոգրաֆի հիմնական մասը ճոճանակն է, որը սկսում է տատանվել սեյսմական ալիքների ի հայտ գալուց։ Սարքավորման պարզագույն տեսակի դեպքում ճոճանակը միացնում են գրող սարքին, որը հատուկ ժապավենի վրա գծում է տատանումների գրաֆիկը։ Տարածվելով երկրաշարժի օջախից` առաջինը սեյսմական կայանին են հասնում երկայնական ալիքները, իսկ որոշ ժամանակ անց` լայնականները։ Իմանալով երկրակեղևում ալիքների տարածման արագությունը` կարելի է որոշել մինչև երկրաշարժի էպիկենտրոն ընկած R հեռավորությունը։