Fala podłużna

Fala podłużna – fala, w której drgania odbywają się w kierunku zgodnym z kierunkiem jej rozchodzenia się. Przykładem fali podłużnej jest fala dźwiękowa.

Rys. 1. Propagacja podłużnej fali płaskiej w ośrodku dwuwymiarowym

Rys. 2. Propagacja podłużnej fali kulistej w ośrodku dwuwymiarowym

Fale ciśnienia

W ośrodku sprężystym harmoniczna podłużna fala płaska biegnąca w kierunku dodatnim wzdłuż osi $x$ (rys. 1) opisana jest zależnością:

$y(x,t)=y_{0}\cos(\omega t-kx+\varphi ),$

gdzie:

$y$ – miara odkształcenia ośrodka (np. ciśnienie w powietrzu, naprężenie w ciele stałym)

$y_{0}$ – amplituda fali,

$k$ – liczba falowa,

$x$ – współrzędna w kierunku, w którym rozchodzi się fala,

$\omega$ – częstość kołowa,

$t$ – czas,

$\varphi$ – faza początkowa fali.

Równanie podłużnej fali kulistej (rys. 2) ma natomiast postać:

$y(x,t)=y_{0}\cos(\omega t-{\overrightarrow {k}}\cdot {\overrightarrow {r}}+\varphi ),$

gdzie:

${\overrightarrow {k}}$ – wektor falowy, którego kierunek i zwrot wskazują kierunek i zwrot ruchu czoła fali w danym miejscu,

${\overrightarrow {r}}$ – wektor wodzący.

Zobacz też

• fala
• fala poprzeczna