Mekaniske bølger og lys.

Lad os snakke om bølger. Lad os forstille os, at du tager et reb og binder den ene ende til en væg, og du bevæger den anden ende op og ned. Nu har du lavet en bølge. Du vil se et mønster der ser sådan her ud. Hvad er en god definition af en bølge? Vi kan kalde den en forplantende forstyrrelse. Men hvad betyder det? Vi forstyrrer rebet. Hvis vi ikke bevæger det, hvis vi blot holdt det stille så ville det se sådan her ud eller måske hænge nedad en smule. Men nu bevæger vi det op og ned, og disse bevægelser forstyrrer rebet og denne forstyrrelse forplanter sig langs rebet. Vi ser ikke kun bølger i reb, der bevæger sig op og ned. Du har sikkert set bølger i vandet. Hvis du tager en beholder med vand, og du trykker i den ene ende, så vil du se at bølger begynder at dannes. Vi ser det samme med lyd og lydbølger. Du er måske ikke klar over det, men lyden af min stemme lige nu er faktisk en forplantet sammenpressening eller forstyrrelse i luften, der når dine ører. Og små hår i dine ører kan fornemme disse ændringer i trykket i luften og din hjerne opfatter det som lyd. Dette er en forplantende forstyrrelse. Du har partikler ved højt tryk, og de bliver skubbet ind i partiklerne ved siden af, der så skubber til partiklerne ved siden af dem. Hvis du kunne se dette i langsom gengivelse, så ville du se disse højtryks områder, der bevæger sig mod højre. Selvom dette er en trykbølge, der bevæger sig gennem luft, så kan vi visualisere den, så den ligner vores reb, som vi bevægede op og ned. Områder, hvor ting er høje, i lyd eksemplet det er højt tryk, og du har områder hvor ting er lave i lyd eksemplet det er lavt tryk. Når vi snakker om bølger, så er der særlige egenskaber. Vi vil for eksempel gerne vide, hvor meget vi bliver forstyrret væk fra det vi kalder ligevægt. Du kan visualisere det som middel tilstanden lige her. Hvis vi bliver forstyrret så meget kalder vi det for amplituden. Det er hvor meget vi går over eller under ligevægt. Dette er også amplituden. Vi kan se, hvor langt der er fra det samme punkt på bølgerne, hvis vi går fra én top til en anden top, det kalder vi for bølgelængden. Du kan også gå fra et andet punkt på bølgen til et magen til. Det vil være den samme bølgelængde som den oprindelige bølgelængde herover. Du har måske hørt om frekvensen af en bølge. Man kan illustrere det med vores reb. Hvor mange gange går det helt op og helt ned, og helt op igen og fuldfører en cyklus? Hvor mange gange kan det gøres på et sekund? Hvis det er 5 gange på et sekund, så siger man, at det har frekvensen 5 cyklusser per sekund. Indtil videre har vi snakket om mekaniske bølger. Det er en særlig kategori, sikkert den du oftes støder på. Mekaniske bølger skal have et medium at bevæge sig gennem. I eksemplet med rebet er mediet selve rebet. I eksemplet med vandet er det vandet. I eksemplet med lyden er mediet luften. Der er ting, der beskrives som bølger, der ikke behøver et medium. I særdeleshed, og det kan være en smule tankevækkende, så bliver lys betragtet som en bølge. De forskellige frekvenser af lys bliver af vores hjerne opfattet som forskellige farver. De forskellige amplituder af lys bliver af vores hjerne opfatter som intensiteten af lyset, hvor lyst det er. Måske endnu mere forbløffende synligt lys er kun nogle af de frekvenser vi kalder elektromagnetiske bølger. Der er højere frekvenser af elektromagnetiske bølger, der bruges til mange nyttige ting. Du har måske hørt om ultraviolet lys, eller røntgenstråling eller gamme stråling. Ligeledes er der lavere frekvenser af lys. Du har måske hørt om infrarødt lys eller radiobølger. Dette er blot forskellige frekvenser af elektromagnetiske bølger.