Разница между волной и колебаниями

Волны и колебания – обычные явления в окружающем мире. Рассмотрим, что они собой представляют и чем отличается волна от колебаний.

Определение

Волна – возмущение, возникшее в какой-либо среде и распространяющееся в ней со временем.

Колебания – движения возвратно-поступательного характера, совершаемые некоторым телом или частицами.

Сравнение

И в том и в другом случае происходит процесс перемещения. Но отличие волны от колебаний заключается в характере такого движения. Волне свойственно распространение на определенное расстояние относительно места ее возникновения. При этом наблюдается чередование максимальных и минимальных параметров (например, плотности или температуры). В геометрическом изображении такого явления присутствуют гребни и понижения.

Волна может возникать в разных средах. Ее легко увидеть, например, бросив в воду тяжелый предмет. В толще земли действуют сейсмические волны, в воздухе – световые. Характерным свойством подобных возмущений, какова бы ни была их природа, является перемещение энергии из одной зоны в другую. Вещество же при этом, как правило, не переносится, хотя такой вариант не исключен.

Тем временем при колебаниях отсутствует протяженное перемещение энергии. Здесь происходит переход последней то в одну, то в другую форму. Сам процесс осуществляется в ограниченном пространстве и характеризуется периодически повторяющимся изменением того состояния системы, которое она принимает относительно точки равновесия. При механических колебаниях наблюдается перемещение вещества (маятник, качели, груз на пружине). При электромагнитных – передвигаются только частицы. В последнем случае примером будет процесс, происходящий в колебательном контуре.

Стоит отметить, что обсуждаемые явления не рассматриваются полностью изолированными друг от друга. Волну можно образно представить как «растянутое» колебание, в котором, при чередовании фаз, действует уже не одна материальная точка, а множество таких взаимосвязанных элементов.

Лучше понять, в чем разница между волной и колебаниями, поможет и следующий пример. Представим, что тело в механической системе под действием силы выводится из равновесия. Возникает движение объекта с постоянной сменой направления, или колебание. В процесс вовлекается окружающая среда. Вещество в ней начинает сжиматься и разряжаться. Возмущение распространяется с определенной скоростью все дальше от источника. Такой процесс уже является волновым.