Vad är en elastisk våg?

En elastisk våg färdas i allmänhet genom ett material eller en vätska, eller på dess yta, utan att orsaka permanenta strukturella eller fysiska förändringar. Det identifieras vanligtvis av en förvrängning eller förskjutning. Vågor som fortplantar sig genom vatten, ljud som rör sig genom luften, liksom energi som rör sig genom fasta material som jorden beskrivs ofta som elastiska vågor. Utbredning kan analyseras matematiskt, medan höjden, längden och timingen av en elastisk våg kan visualiseras med hjälp av en graf. Särskilda ultraljudskameror kan också avbilda rörelsen över en fast yta som ett metallark eller papper.

Om en sten eller annat föremål tappas i vatten, så rör sig krusningar vanligtvis ut i alla riktningar. Dessa kan ses som en cirkulär ring från ovan eller observeras på ytan när ytan rör sig upp och ner. Att mäta en elastisk våg kan åstadkommas genom att plotta höjden från en referenspunkt, såsom vattenytans normala yta. Höjden på den krökta linjen kallas amplituden, som kan sträcka sig över ytlinjen, såväl som under den. Detta är vanligtvis en cykel i vågens rörelse.

Elastiska vågor har vanligtvis toppar och dalar. Från en topp till nästa, såväl som från ett dal till ett annat, är en cykel som kallas amplitud. Om den elastiska vågen jämförs med tid istället för avstånd, så är detta mått på vågperioden. Att dividera våglängden med perioden i en vågekvation ger vanligtvis ett värde för vågens hastighet.

En akustisk våg färdas ofta på liknande sätt, antingen genom luft, vatten eller ett fast material. Perioden för en ljudvåg kallas dess frekvens; den mäts vanligtvis i enheter som kallas hertz om restiden mäts i sekunder. Matematiska beräkningar blir i allmänhet mer komplexa när en elastisk våg analyseras genom ett fast material. Geometriska egenskaper hos t.ex. skiktade cylindrar och rör, liksom densiteten, hårdheten och formen på föremål tas ofta med i beräkningen. Dessa data analyseras och registreras vanligtvis av ingenjörer för föremål som aluminiumskal och olika mekaniska komponenter.

Förutom att använda matematik och datormodellering kan en elastisk våg även avbildas med hjälp av lasrar och ultraljudsdetektorer. Experiment har använt videokameror för att avbilda ytvibrationer och analysera de elastiska egenskaperna hos olika material. På en metallplatta, till exempel, kan en sådan bild likna krusningar i en damm. Olika material kan visa separata fortplantningsmönster, medan varje typ kan överföra en elastisk våg på olika sätt under stress.