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波は2つの基本的な形をとることができます:横方向、縦方向と縦方向の動き、または材料の圧縮。横波は海の波やピアノのロープの振動に似ています。その動きを簡単に見ることができます。これに対して、圧縮波は、圧縮分子と希薄分子の目に見えない交互の層です。音波と衝撃波はこのようにして伝播します。
音は一連の圧縮波として空気中を伝わります (Jupiterimages / liquidlibrary / Getty Images)
メカニカルウェーブ
圧縮波は、空気、水、鋼などのある種の材料媒体を通って伝播することがあります。エネルギーを伝導する物質がないため、真空は圧縮波を運ぶことができません。媒体の依存性はそれらが機械的な波であることを意味し、媒体はそれらの速度を決定します。例えば、空気中の音速は毎秒346 mです。鋼鉄のような緻密な材料は毎秒6,100 mの音を伝えます。
圧縮波
圧縮波が空気中を移動するのを見ることができれば、波が伝播している方向に圧縮された分子の領域が見えるでしょう。分子は、最大圧縮点を過ぎると、より少ない空気分子でより低い圧力領域が見られるまで、ますます希薄化する。この時点から空気が再び最大圧縮に達するまで、空気は次第に濃くなります。最大圧縮点と希薄化点との間の距離は波長である。波の周波数が高くなるにつれて、その長さは短くなります。
干渉
1つの媒質内の同じ点を横切る2つ以上の波が互いに干渉します。あなたはまだ水の湖に2つの岩を投げることによってこの効果を見ることができます。波が広がって重なり合う。圧縮波についても同じことが起こります。圧縮点が希薄点に遭遇すると、2つは取り消されます。 2つの圧縮点が出会うと、それらは自分自身を補強し、2倍の圧力で点を作ります。
衝撃波
音速よりも速い速度で空中を移動するジェットは音の爆発を引き起こします。ジェットが進むにつれて、ブルドーザーの前の地球のように、空気分子がその前に「積み重なります」。圧縮空気層と希薄空気層は、音のようにまっすぐには動きません。衝撃波はジェットの前方の先端と円錐を形成し、圧縮波は増加する円の中を後方に移動します。