Sóng
Sóng

Sóng

Trong vật lý, toán học và các lĩnh vực liên quan, sóng là sự xáo trộn của một trường trong đó một thuộc tính vật lý dao động liên tục tại mỗi điểm hoặc truyền từ một điểm đến các điểm lân cận khác, hoặc dường như di chuyển trong không gian. Các sóng thường được nghiên cứu trong vật lý là sóng cơ học và sóng điện từ . Sóng cơ học là một biến dạng cục bộ trong một số môi trường vật lý mà truyền từ hạt này sang hạt khác bằng cách tạo ra các ứng suất cục bộ gây ra biến dạng ở các hạt lân cận. Ví dụ, sóng âm thanh trong không khí là các biến thể của áp suất cục bộ lan truyền do va chạm giữa các phân tử khí. Các ví dụ khác về sóng cơ học là sóng địa chấn, sóng trọng lực, sóng xoáy và sóng xung kích . Một sóng điện từ bao gồm sự kết hợp của các trường điện và từ biến đổi, lan truyền trong không gian theo các phương trình của Maxwell . Sóng điện từ có thể truyền qua môi trường điện môi phù hợp hoặc qua chân không ; ví dụ như sóng vô tuyến, bức xạ hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, bức xạ cực tím, tia Xtia gamma . Các loại sóng khác bao gồm sóng hấp dẫn, là nhiễu loạn trong trường hấp dẫn lan truyền theo thuyết tương đối rộng ; sóng khuếch tán nhiệt ; sóng plasma, kết hợp biến dạng cơ học và trường điện từ; sóng khuếch tán phản ứng, như trong phản ứng Belousov-Zhabotinsky ; và nhiều loại khác. Sóng cơ học và điện từ dường như thường truyền qua không gian; nhưng, trong khi chúng có thể mang năng lượng, [1] động lượngthông tin thông qua vật chất hoặc không gian trống, chúng có thể làm điều đó mà không chuyển bất kỳ khối lượng nào. Trong toán học và điện tử học sóng được nghiên cứu như là tín hiệu . [2] Mặt khác, một số sóng dường như không di chuyển chút nào, như sóng đứng (vốn là nền tảng cho âm nhạc) và sóng nhảy thủy lực . Một số loại sóng, giống như sóng xác suất của cơ học lượng tử, có thể hoàn toàn tĩnh. Một sóng phẳng dường như truyền theo một hướng xác định và có giá trị không đổi trên bất kỳ mặt phẳng nào vuông góc với hướng đó. Về mặt toán học, sóng đơn giản nhất là sóng hình sin . Sóng phức tạp thường có thể được mô tả là tổng của nhiều sóng phẳng hình sin. Một sóng phẳng có thể là sóng ngang, nếu hiệu ứng của nó tại mỗi điểm được mô tả bằng một vectơ vuông góc với hướng truyền hoặc truyền năng lượng; hoặc sóng dọc, nếu các vectơ mô tả song song với hướng truyền năng lượng. Trong khi sóng cơ học có thể là cả ngang và dọc, sóng điện từ là ngang trong chân không . Một sóng vật lý hầu như luôn bị giới hạn trong một số vùng hữu hạn của không gian, được gọi là miền của nó. Ví dụ, sóng địa chấn do động đất tạo ra chỉ có ý nghĩa trong phần bên trong và bề mặt của hành tinh, vì vậy chúng có thể bị bỏ qua bên ngoài hành tinh. Tuy nhiên, sóng có miền vô hạn, trải rộng trên toàn bộ không gian, thường được nghiên cứu trong toán học và là công cụ rất có giá trị để hiểu sóng vật lý trong các miền hữu hạn.