Fala podłużna

Rys. 1. Propagacja podłużnej fali płaskiej w ośrodku dwuwymiarowym

Rys. 2. Propagacja podłużnej fali kulistej w ośrodku dwuwymiarowym

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

Fale ciśnienia

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

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

gdzie:

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

${\displaystyle y_{0}}$ – amplituda fali,

${\displaystyle k}$ – liczba falowa,

${\displaystyle x}$ – współrzędna w kierunku, w którym rozchodzi się fala,

${\displaystyle \omega }$ – częstość kołowa,

${\displaystyle t}$ – czas,

${\displaystyle \varphi }$ – faza początkowa fali.

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

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

gdzie:

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

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

Zobacz też

• fala
• fala poprzeczna