Sóng cơ học là loại sóng lan truyền dao động cơ học của các phần tử môi trường vật chất. Trong khi sóng có thể di chuyển và truyền năng lượng trên quãng đường dài, thì các phần tử môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó.[1]
Sóng mặt ở mặt nước .Môi trường vật chất có tính đàn hồi và quán tính nên một ảnh hưởng tác động di dời sẽ gây rung động và tạo ra sóng. Cũng do đó mà sóng cơ học khác với sóng điện từ là không Viral được qua môi trường tự nhiên không vật chất như chân không .
Năng lượng được truyền đi cùng hướng với sóng. Khi dao động nhỏ không gây biến dạng môi trường thì sóng cơ học còn được gọi là sóng đàn hồi (elastic wave), như sóng âm thanh. Các dao động quá lớn thì gây phá hủy liên kết của môi trường, không còn đàn hồi nữa, như sóng động đất, sóng bạc đầu ở mặt nước.
Bạn đang đọc: Sóng cơ học là gì – Wikipedia tiếng Việt
Bạn đang đọc: Sóng cơ học là gì – Wikipedia tiếng ViệtSóng cơ học được phân loại theo kiểu giao động của thành phần thiên nhiên và môi trường, và chia ra ba loại : sóng dọc, với sóng ngang, và sóng mặt .
Sóng khối : P., S, và sóng mặt : Love, Rayleigh
Địa vật lý thì xếp sóng dọc sóng ngang vào dạng sóng khối (Body waves) dựa theo khả năng lan truyền vào khối vật chất sâu trong lòng đất, Nhận biết với sóng mặt (Surface waves) chỉ lan truyền ở vùng bề mặt.
Sóng dọc (Longitudinal wave) hay sóng P, là sóng có phương dao động của hạt môi trường xảy ra dọc theo phương truyền, tạo ra các đới nén và dãn. Sự nén dãn thay đổi áp suất trong môi trường nên nó là sóng áp suất.
Sóng dọc truyền nhanh hơn sóng khác. Sóng dọc hoàn toàn có thể truyền qua loại vật tư bất kể, gồm cả chất lỏng, khí. Nó hoàn toàn có thể truyền nhanh gần gấp đôi so với vận tốc của sóng S. Tốc độ truyền sóng dọc Vp xác lập theo công thức :
v p = K + 4 3 G ρ { \ displaystyle v_ { p } = { \ sqrt { \ frac { K + { \ frac { 4 } { 3 } } G } { \ rho } } } }
trong đó Trong không khí và nước, với chúng là sóng âm thanh. Tốc độ Viral sóng P. là 330 m / s trong không khí, 1450 m / s trong nước, với khoảng chừng 5000 m / s trong các vật tư cứng như sắt thép, đá granit, … Trong lòng Trái Đất thì vận tốc Viral là trên 8000 m / s trong quyển manti và lõi .
Trong địa vật lý các quan sát động đất tại trạm quan sát địa chấn thấy nó đến đầu tiên, nên có tên là sóng P (Primary) tức sóng sơ cấp.
Sóng ngang (Transverse wave, Shear waves) hay sóng S, là sóng có phương dao động của hạt môi trường vuông góc với phương truyền. Sóng S truyền chậm hơn sóng P, giá trị thường cỡ 60% tốc độ sóng P ở cùng môi trường đó. Sóng S chỉ truyền trong chất rắn hoặc thể vô định hình gần rắn, không truyền qua chất lỏng và khí. Tốc độ truyền sóng ngang Vs xác định theo công thức:
v S = G ρ { \ displaystyle v_ { S } = { \ sqrt { \ frac { G } { \ rho } } } }
Các tham số điển hình của đất đá ở Trái Đất cho ra tỷ số Vp/Vs vào cỡ
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
Trong quan sát động đất nó đến trạm quan sát địa chấn sau sóng P, nên có tên là sóng S (Secondary) tức sóng thứ cấp.
Gà Sóng mặt (Surface waves) lan truyền trên bề mặt tiếp giáp giữa các pha của vật chất là rắn-không khí, nước-không khí, và rắn-lỏng. Bùn nhão phủ trên đá cứng có thể xem là gần lỏng và sóng mặt xuất hiện ở mặt đá cứng. Sóng trên mặt nước là một điển hình của sóng mặt.
Sóng mặt Viral chậm hơn sóng P. và sóng S, và giao động của hạt môi trường tự nhiên có dạng phức tạp, nhưng biên độ giảm dần theo độ sâu .Trong địa vật lý các điều tra và nghiên cứu địa chấn dẫn đến phân loại ra hai loại sóng mặt .
Sóng Rayleigh, còn gọi là rung cuộn mặt đất (Ground roll) là sóng mặt lan truyền có gợn sóng tương tự như sóng trên mặt nước. (Tuy vậy chú ý rằng, ở sóng mặt nước các chuyển động hạt ở tầng nước nông là ngược dòng và lực khôi phục vị trí hạt là lực hấp dẫn, còn trong sóng Rayleigh và sóng địa chấn khác thì lực khôi phục là lực đàn hồi). Sự tồn tại của các sóng này được John William Strutt Lord Rayleigh, dự báo vào năm 1885, và sau đó đặt theo tên ông.Sóng Love là sóng mặt ngang phân cực ngang (Shear Horizontal, SH), chỉ xuất hiện trong môi trường nừa không gian vô hạn bị phủ bởi một lớp có bề dày hữu hạn. Chúng được đặt tên theo nhà toán học người Anh A.E.H. Love, người tạo ra một mô hình toán học của sóng năm 1911. Sóng lan nhanh hơn sóng Rayleigh một chút, vào khoảng 90% tốc độ sóng S, và có biên độ lớn nhất.
Trong trận động đất mạnh, sóng mặt hoàn toàn có thể có biên độ của một vài cm, và là sóng gây hủy hoại. [ 2 ]
Đối tượng điều tra và nghiên cứu
^Landau L.D., Lifshitz E. M., 1986. Theory of Elasticity ( 3 rd ed. ). Oxford, England : Butterworth Heinemann. ISBN 0-7506 – 2633 – X^
Sammis CG, Henyey TL. Geophysics Field Measurements. Academic Press, 1987, p. 12.