Sóng dọc

Sóng dọc là loại sóng trong đó chuyển động của môi trường đồng hoặc ngược với phương truyền sóng. Loại sóng này còn được gọi là sóng nén vì chúng nén môi trường và sóng áp lực vì chúng tạo ra sự biến đổi áp suất.

Loại sóng chính khác là sóng ngang, trong đó chuyển động của môi trường vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang thường là sóng cơ học, tức là cần môi trường để truyền đi. Chúng cũng được gọi là 'sóng cắt'.

Ví dụ minh họa

Sóng dọc có thể thấy trong sóng âm thanh (dao động áp suất, chuyển động hạt và vận tốc truyền trong môi trường đàn hồi) và sóng P địa chấn (do động đất và nổ tạo ra).

Trong sóng dọc, chuyển động của môi trường theo phương truyền sóng có thể là thẳng hoặc hình tròn. 

Sóng âm

Đối với sóng âm hài hòa theo phương dọc, tần số và bước sóng có thể được mô tả bằng các công thức

$$

Cụ thể là:

• y là độ dịch chuyển của các điểm trên sóng âm;
• x là khoảng cách sóng đã truyền;
• t là thời gian đã trôi qua;
• y₀ là biên độ dao động;
• c là vận tốc của sóng;
• w là tần số góc của sóng.

x/c là khoảng thời gian mà sóng di chuyển được khoảng x

Công thức tính tần số (f) của sóng là:

$$

Bước sóng được xác định bằng mối liên hệ giữa tốc độ sóng và tần số của nó.

$$

Đối với sóng âm thanh, biên độ sóng là sự khác biệt giữa áp suất không khí bình thường và áp suất cao nhất mà sóng tạo ra.

Tốc độ âm thanh thay đổi dựa trên đặc điểm của môi trường như nhiệt độ, trạng thái và thành phần của vật chất mà âm thanh truyền qua.

Sóng áp lực

Trong môi trường đàn hồi có độ cứng, sóng áp lực có dạng dao động như sau:

$$

$$

Công thức bao gồm:

• y0 là biên độ của sóng.
• k là hệ số đàn hồi của môi trường.
• x là khoảng cách mà sóng đã truyền.
• ω là tần số góc của sóng.
• t là khoảng thời gian đã trôi qua.
• φ là pha ban đầu của sóng.

Lực phục hồi, giúp đưa phương tiện về vị trí cân bằng, được sinh ra nhờ mô đun đàn hồi của vật liệu.

Điện từ

Phương trình Maxwell cho thấy sóng điện từ có thể tồn tại trong chân không dưới dạng sóng ngang (với điện trường và từ trường vuông góc nhau và với hướng truyền sóng). Trong plasma hoặc không gian hẹp, có thể xuất hiện sóng plasma, có thể là sóng dọc, sóng ngang, hoặc hỗn hợp của cả hai, và có thể xảy ra trong từ trường không có lực.

Xem thêm

• Sóng là gì
• Sóng ngang là gì