1

 Τα κύματα δημιουργούνται όταν ένα σύστημα διαταράσσεται από την κατάσταση ισορροπίας και η ενέργεια ταξιδεύει από μια περιοχή του συστήματος σε μια άλλη.  Για παράδειγμα, ρίχνουμε μια πέτρα στο νερό της θάλασσας και διαταράσσουμε την ήρεμη επιφάνεια και με τον τρόπο αυτό δημιουργούμε κυκλικά κύματα που διαδίδονται από το σημείο που έπεσε η πέτρα (κέντρο) προς την περιφέρεια. Μπορούμε λοιπόν να φανταστούμε τα κύματα σαν μία «διαταραχή» που ταξιδεύει μέσα σε ένα υλικό. Μπορούμε λοιπόν να φανταστούμε τα κύματα σαν μία «διαταραχή» που ταξιδεύει μέσα σε ένα υλικό. 3

ΤΤα κύματα αυτά τα ονομάζουμε μηχανικά γιατί μεταφέρουν μηχανική ενέργεια. ΤΤα κύματα αυτά χρειάζονται οπωσδήποτε ένα υλικό μέσο, στο οποίο μεταφέρεται η μηχανική ενέργεια. Αυτό ονομάζεται μέσο διάδοσης. Γιατί τα ονομάζουμε μηχανικά; Γιατί τα ονομάζουμε μηχανικά; Παραδείγματα μ έσων διάδοσης είναι το νερό, ένα σκοινί, ένα ελατήριο, η χορδή μιας κιθάρας, τα πετρώματα της γης. 4

1. Διαδίδονται μέσα σε υλικά μέσα. 2. Μεταφέρουν μηχανική ενέργεια. 5

Ανάλογα με τον τρόπο που κινούνται τα σωματίδια του υλικού μέσου στο οποίο διαδίδονται τα κύματα, έχουμε δύο είδη μηχανικών κυμάτων: τα εγκάρσια και τα διαμήκη. Ανάλογα με τον τρόπο που κινούνται τα σωματίδια του υλικού μέσου στο οποίο διαδίδονται τα κύματα, έχουμε δύο είδη μηχανικών κυμάτων: τα εγκάρσια κ αι τα διαμήκη. 6

Στα εγκάρσια κύματα τα σωματίδια του υλικού ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση στην οποία «ταξιδεύει» το κύμα. Παραδείγματα τέτοιων κυμάτων είναι αυτά που σχηματίζονται σε ένα σκοινί του οποίου ταλαντώνουμε το ένα άκρο, τα κύματα στις χορδές μιας κιθάρας, τα κύματα στις χορδές του πιάνου.  Τα εγκάρσια κύματα διαδίδονται μόνο στα στερεά σώματα. 7

Στα διαμήκη κύματα τα σωματίδια του υλικού ταλαντώνονται παράλληλα στη διεύθυνση στην οποία «ταξιδεύει» το κύμα. Παραδείγματα τέτοιων κυμάτων είναι αυτά που σχηματίζονται σε ένα ελατήριο όταν πυκνώσουμε τις σπείρες του στο ένα άκρο κι έπειτα το αφήσουμε ελεύθερο, τα ηχητικά κύματα, τα διαμήκη σεισμικά κύματα.  Τα διαμήκη κύματα διαδίδονται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια σώματα. 8

 Αφού το μέσον διάδοσης των κυμάτων σε μια λίμνη είναι το νερό, που είναι υγρό, τότε στο βυθό μιας λίμνης θα διαδίδονται μόνο διαμήκη κύματα.  Στην επιφάνεια μιας λίμνης τα κύματα δεν είναι διαμήκη. Οι τροχιές που κάνουν τα σωματίδια του νερού είναι κυκλικές και για αυτό τα κύματα αυτά ονομάζονται επιφανειακά.  Τα επιφανειακά κύματα είναι ένας συνδυασμός εγκαρσίων και διαμηκών κυμάτων. 9

Όταν ένας παλμός ταξιδεύει σε ένα υλικό μέσο, μεταφέρει ενέργεια. Όμως τα σωματίδια του υλικού μέσου δε μεταφέρονται. ΜΜπορούμε τότε να πούμε ότι ένα κύμα διαδίδεται κατά μήκος του ελαστικού μέσου (δηλαδή του ελατηρίου ή του σχοινιού). ΤΤο κύμα μεταφέρει ενέργεια σ ε κάθε σημείο του μέσου (ελατήριο ή σχοινί) χωρίς να μεταφέρει ύλη. 10

Τα χαρακτηριστικά μεγέθη ενός κύματος είναι: ΗΗ περίοδος Τ, ΗΗ συχνότητα f, ΤΤο πλάτος Α, HH ταχύτητα υ, ΤΤο μήκος κύματος λ. Ποια είναι τα χαρακτηριστι κά μεγέθη ενός κύματος; 11

Αν παρατηρήσεις το σχήμα θα δεις ότι το χέρι ταλαντώνεται μπρος-πίσω στο ελατήριο ή πάνω κάτω όπως στο σχοινί. Με τον ίδιο τρόπο ταλαντώνονται και όλα τα «κομμάτια» του σχοινιού και του ελατηρίου. Μπορώ λοιπόν να πω ότι η περίοδος και η συχνότητα του κύματος είναι ίδια με την περίοδο και τη συχνότητα ταλάντωσης του χεριού. 12

Το πλάτος του κύματος είναι το πλάτος με το οποίο ταλαντώνονται τα σωματίδια του υλικού μέσου. Το πλάτος του κύματος είναι το πλάτος με το οποίο ταλαντώνονται τα σωματίδια του υλικού μέσου. Όσο πιο μεγάλο είναι το πλάτος του κύματος τόσο μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια που μεταφέρει αυτό. 13

Το μήκος κύματος είναι η μικρότερη απόσταση σε ένα κύμα μεταξύ δύο σημείων με την ίδια απομάκρυνση. Είναι πολύ εύκολο να το βρούμε σε ένα εγκάρσιο κύμα όπως αυτό που φαίνεται εδώ. Απλά μετράμε την απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικά όρη ή κοιλάδες. Το μήκος κύματος είναι η μικρότερη απόσταση σε ένα κύμα μεταξύ δύο σημείων με την ίδια απομάκρυνση. Είναι πολύ εύκολο να το βρούμε σε ένα εγκάρσιο κύμα όπως αυτό που φαίνεται εδώ. Απλά μετράμε την απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικά όρη ή κοιλάδες. Σε ένα κύμα εγκάρσιο σχηματίζονται «όρη» και «κοιλάδες». 14

15 Στο παραπάνω κύμα, προσπάθησε να βρεις το μήκος κύματος, την περίοδο και την συχνότητα.

Και πώς βρίσκουμε το μήκος κύματος σε ένα διαμήκες κύμα; Και πώς βρίσκουμε το μήκος κύματος σε ένα διαμήκες κύμα; Έτσι για να βρούμε το μήκος κύματος σε ένα διαμήκες κύμα όπως αυτό που φαίνεται παραπάνω, απλά μετράμε την απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικά πυκνώματα ή αραιώματα. Σε ένα διαμήκες κύμα σχηματίζονται «πυκνώματα» και «αραιώματα». 16