Zawartość
Fale mogą mieć dwie podstawowe formy: poprzeczne, z ruchem pionowym i podłużnym lub ściskanie materiału. Fale poprzeczne są jak fale morskie lub wibracje struny fortepianu: łatwo widać ich ruch. Dla porównania fale kompresji są niewidocznymi naprzemiennymi warstwami skompresowanych i rozrzedzonych cząsteczek. W ten sposób rozchodzą się fale dźwiękowe i uderzeniowe.
Fale mechaniczne
Fale kompresji mogą rozprzestrzeniać się przez pewien rodzaj medium, na przykład powietrze, wodę lub stal. Próżnia nie może przenosić fal sprężania, ponieważ nie ma substancji, która przewodzi energię. Zależność od ośrodka oznacza, że są to fale mechaniczne, a ośrodek określa jego prędkość. Na przykład prędkość dźwięku w powietrzu wynosi 346 m na sekundę. Gęsty materiał, taki jak stal, przewodzi dźwięk z prędkością 6100 m na sekundę.
Fale kompresyjne
Gdybyś mógł zobaczyć falę kompresji poruszającą się w powietrzu, zobaczyłbyś obszar skompresowanych cząsteczek w kierunku, z którego rozchodzi się fala. Cząsteczki są coraz bardziej rozrzedzone po osiągnięciu maksymalnego punktu sprężania, aż zobaczysz obszar o niższym ciśnieniu z mniejszą liczbą cząsteczek powietrza. Od tego momentu powietrze staje się stopniowo coraz gęstsze, aż ponownie osiągnie maksymalne sprężenie. Odległość między punktami maksymalnej kompresji i rozrzedzenia to długość fali. Wraz ze wzrostem częstotliwości fali maleje jej długość.
Ingerencja
Dwie lub więcej fal, przecinających ten sam punkt w ośrodku, interferuje ze sobą. Możesz zobaczyć ten efekt, wrzucając dwa kamienie do jeziora ze stojącą wodą; fale rozchodzą się i nakładają. To samo dotyczy fal kompresji. Jeśli punkt kompresji styka się z punktem rozrzedzenia, te dwa znoszą się nawzajem. Jeśli dwa punkty ściskania spotykają się, wzajemnie się wzmacniają, tworząc punkt z dwukrotnie większym naciskiem.
Fale uderzeniowe
Strumień poruszający się w powietrzu szybciej niż prędkość dźwięku wywołuje eksplozję dźwiękową. Gdy strumień się posuwa, cząsteczki powietrza „gromadzą się” przed nim, jak ziemia przed koparką. Warstwy sprężonego i rozrzedzonego powietrza nie poruszają się w sposób prosty, jak w przypadku dźwięku. Fala uderzeniowa tworzy stożek z końcówką znajdującą się przed strumieniem, a fale kompresji poruszają się do tyłu w coraz większych okręgach.
