Heli levimine Heliallikana võib toimida iga nähtus, mis tekitab keskkonnas levivaid võnkeid. Helivõnked vajavad levimiseks mingit kandjat või keskkonda, näiteks õhku. Õhuvabas kohas heli ei levi. Vedelikes ja gaasides levib ta piki- ja ristlainena, tahketes kehades pikilainena. Heli levimist pinnalainete puhul võime vaadelda kui kivi viskamist sileda veepinnaga veekogule. Kivi kukub veepinna põhja ja tekitab võnkeid. Kivist levivad veepinnal lained. Sarnaselt levib võnkumine ka õhus ja teistes elastsetes keskkondades. Heliallikas tekitab õhu tihendused ja hõrendused, need eemalduvad hääleallikast teatava kindla kiirusega. Igale keskkonnal on oma iseloomulik kiirus. Heli levimiskiirus on erinevate materjalide korral erinev ning sõltub lisaks kõigele veel ka temperatuurist
Pikilaine Pikilaine on laine, milles võnkumine toimub laine levimise sihis. Pikilained võivad tekkida gaasides, vedelikes ja tahketes kehades, ristlained aga niisugustes tahketes kehades, milles deformatsioon põhjustab elastsusjõu tekke, ja vedelike pinnal pindpinevusjõudude toimel. Pikilaine on ka näiteks helilaine. Lainete liigitamine kuju järgi. Pinnalaine Pinnalained on lained, mis tekivad tahke keha, vedeliku või gaasi pinnal. Pinnalainete seas on seismilised pinnalained, akustilised pinnalained, tuulelained, raskuslained ja kapillaarlained. Veekogus esinevad pinnalained Domineeriv lainete tekitaja veekogudel on tuul, mis tekitab muu hulgas merelainetuse.Vee (või muu vedeliku) pindpinevus määrab 2 cm-st väiksema lainepikkusega kapillaarlainete omadused. Suurema lainepikkuse puhul määrab lainete omadused inerts, raskusjõud ning sellest tingitud rõhu- ja liikumisemuutused. Lühikesed ja pikad pinnalained
kümmekonna minuti jooksul ning mille epitsentrid paiknesid enam-vähem ühes 400-500 kilomeetri pikkuses reas piki murranguvööndit. Osa tekkinud lainest oli suunatud otse Jaapani poole. Hiidlained, mis purustasid kõik oma teel piki enam kui 200 kilomeetrist rannikuriba, tabasid Tōhoku piirkonda üksnes paarkümmend minutit pärast maavärina peamisi tõukeid. Maale paiskuva veemassi paksus oli mitmetes paikades kuni kümme meetrit. Nõnda määratletud veekihi paksus on pinnalainete kõrguse analoog. Tsunami puhul ei ole sageli võimalik kasutada tavalisi pinnalaineid või tõusu-mõõnalaineid iseloomustavaid suurusi. Mitmeid tsunami omadusi, eriti selle kõige ohtlikumate aspektide kujunemist, saab siiski teatavates piirides iseloomustada lineaarse laineteooria abil (vt Tarmo Soomere artiklit „Märatsev meri: Kagu-Aasia tsunami õppetunnid” 2005. aasta teises Horisondis). Veemassid sööstsid piki jõeorge kuni kümne kilomeetri kaugusele sisemaale.
· Keha- ja pinnalained (levi, jaotamine) Kehalained Levi: maapõues kerapinnalaadsete frontidena Jaotamine: a) kiiremad P-laineid ehk pikilaineid, mis levivad keskkonnas kokkusuruvate ja väljavenitavate impulssidena liikumise suunas b) aeglasemad S-laineid ehk ristilaineid, mis levivad keskkonna liikumissuunaga risti deformeerivate impulssidena Pinnalained Levi: piki maapinda epitsentrist eemale Jaotamine: a) lühikesed - Lühikeste pinnalainete lainepikkus on vee sügavusest palju väiksem b) pikad - pikkadest lainetest saab rääkida, kui lainepikkus on vee sügavusest vähemalt 20 korda pikem · Uue mandrilise maakoore teke Osa kivimeid "kraabitakse" vajumise käigus ookeaniliselt koorelt maha mandriääre külge. Siia liituvad ka mitmesuguste kivimite ülessulamisel tekkinud magmadest tarduvad kivimid. Lausaliselt kulgeb maapõues ka kõikide kivimite moone. Niisuguste protsesside tulemusena kasvabki
võrra. • laine kiirus = laine pikkus / periood MERELAINETE LIIGID • Meredes ja ookeanides tekkivaid laineid võib liigitada mitut moodi: laine asendi järgi häirimata veepinna suhtes, lainete pikkuse, lainete tekkepõhjuse või veeosakeste liikumistrajektooride kuju järgi. • Pinnalained on tuule poolt tekitatud lained (nn. tuulelained), mis levivad vaba veepinna läheduses ja on suhteliselt lühikesed. Pinnalainete hulka kuuluvad ka säbarlained (ummiklained), mis esinevad pärast tuule vaibumist või väljaspool tuule mõjupiirkonda. • Siselained tekivad erinevate tihedustega veemasside lahutuspinnal. • Pikad lained haaravad kogu veemassi veekogu põhjani. • Lühikesed lained on lained, mille pikkus on väiksem veekogu sügavusest. • Lööklainete korral tekib veemassis liikuv pind (lainefront), milles tihedus, rõhk ja osakeste liikumise kiirus muutuvad hüppeliselt.
Vee pindpinevus määrab 2 sentimeetrist väiksema lainepikkusega kapillaarlainete omadused. suurema lainepikkuse puhul määrab lainete omadused inerts, raskusjõud ning sellest tingitud rõhu- ja liikumise muutused. Domineeriv lainete tekitaja veekogudel on tuul, mis tekitab muu hulgas merelainetuse. Vette visatud kivid ja voolutakistused tekitavad laineid. Sõitvaid laevu saadavad vöörilained. Lainete mõõdetavad omadused Pinnalainete (tuule-, ummik-, murdlainete) elementide suurus sõltub kujust võnkumisperioodist levimiskiirusest Lineaarse pinnalaine omadused on täielikult määratud laine pikkuse L või perioodiga T laine kõrgusega vee sügavusega H Laine elementided lainehari (crest) – maksimaalne hälve mere häirimatu tasapinnast, laine nõgu (trough) – minimaalne hälve mere häirimatu tasapinnast.
tõttu. Riigid kus esinevad maavärinad- (slaidil.) Kuidas on maavärinate esinemine seotud laamade liikumisega?- Ookeanide keskahelike piirkondades, kus ookeanilaamad rebitakse üksteisest lahti toimuvad paari km sügavuse koldega maavärinad. Laamade vahevöösse sukeldumise vööndis esineb nii madala-,keskmise- kui ka süvafookuselisi maavärinaid. Kahe mandrilaava kokkupõrkel tekivad põhiliselt madalafookuselised maavärinad Piki-, rist- ja pinnalainete levik- Ruumilained jagunevad : P-laineteks ehk pikilaineteks ja S-laineteks ehk ristlaineteks. Nende nimetused tulevad ladinakeelsetest sõnadest primus(esimene) ja secundus(teine) Täpselt selles järjekorras nad ka seismograafini jõuavad Pinnalained levivad maavärina epitsentrist eemale piki maapinda (nagu veelained vettevisatud kivist) ning nad levivad ruumilainetest aeglasemalt. PILT Seismograaf- Seismograafi tööpõhimõteks on registreerida maapinna võnkumise
merepõhjas. 31. Kuidas jaotatakse maavärinate tulemusel tekkinud seismilisi laineid? - * Keha(ruumi)lained - levivad maapõues kerapinnalaadsete frontidena nagu helilained õhus. Jagunevad: · P-lained(pikilained) - kiiremad, · S-lained(ristilained) - aeglasemad, üles ja alla. * Pinnalained levivad piki maapinda epitsentrist eemale (nagu veelained vettevisatud kivist.) 32. Ruumi- ja pinnalainete peamised erinevused. - * Ruumilained on kiired ja liiguvad maapõues kerapinnalaadsete frontidena. * Pinnalained on aeglased ja liiguvad mööda maapinda epitsentrist eemale. 33. Mõisted: seismograaf, seismogramm, tsunami. - * Seismograaf seade, mis registreerib maapinna võnkumisi ja neid põhjustanud seismilisi laineid. * Seismogramm joonis, kuhu peale on kujutatud maavärina tugevus. * Tsunami hiidlaine. 34. Kuidas määratakse maavärina asukoht ja sügavus?
Murdlainetus. Sügavas vees liiguvad lained ühtlase kiirusega, lainetuse mõju ei ulatu põhjani. Kui sügavus on < ½ lainepikkusest, kiirus väheneb, lainekõrgus suureneb. Lainehari hakkab murduma kui H/L on > 1/7. Murdlained annavad ära selle energia, mida nad edasi kandsid. Tsunaamid. Põhjuseks on maakoore nihked või maavärinad, ka veealused vulkaanipursked. Lainetuse seisukohalt on tsunami vaid üks pinnalainete liik. Pinnalained on ca 200km pikad ja ainult 1m kõrged. Ookeanil ei ole ohtlikud, tihti märkamatud. Ohus on madalad rannikualad. Vallandub tohutu energia, kui see pikk laine maale murrab. Raske ette hoiatada. Kiirus võib olla 800 km/h, liikumissuund on ettearvamatu. Tsunami on oma nime saanud jaapanikeelsetest sõnadest tsu, mis yähendab sadam ja nami, mis tähendab laine, kokku seega laine sadamas.
Tööpõhimõte on selline: 1.Spetsiaalne kontroller genereerib kõrgsagedusliku elektrilise signaali ja saadab selle PEK peale. 2.PEK konverdib selle signaali pinnalainetesse ning peegelduvad andurid peegeldavad seda. 3.Need peegeldatud lained võetakse vastu anduritega ja saadakse PEK peale. 4.PEK võtab peegeldatud lained vastu ja konverdib need elektrilisteks signaalideks, mis kontrolleriga analoogsignaalideks muudetakse. 5.Ekraani sõrmega puudutamisel osa pinnalainete energiast neelatakse. 6.Vastuvõtja fikseerib selle muudatust, aga mikrokontroller arvutab välja puudutamise punkti koordinaadid. See tüüp reageerib puudutamise peale asjaga, mis on võimeline laine absorbeerima (sõrm, kinnastatud käsi, poorne kumm). Kõige suurem pluss on sellist tüüpi ekraanide puhul võimalus teada saada mitte ainult puutepunkti koordinaadid, aga ka puutejõu pinnalainete absorbeerimise tase sõltub rõhu suurusest puutepunktis (ekraan ei deformeeru puudutamise
jõud seisab vastu häirituse kasvule (ja seega, paneb pinna võnkuma tasakaaluasendi ümber) eristatakse gravitatsioonilaineid ja, näiteks, kapillaarlaineid. Pikkadeks laineteks nimetatakse pinnalaineid, mille pikkus on suurem kui mere sügavus antud kohas. Lühikesteks laineteks nimetatakse laineid, kui mere sügavus on palju kordi suurem lainete mõõtmetest ning põhja olemasolu ei avalda mõju veeosakeste trajektooridele lainetes. Pinnalainete statistiline kirjeldamineMeres ei ole pinnalained üldjuhul ühe kindla sageduse, amplituudi ja faasiga levivad lained, vaid kujutavad endast erinevate parameetritega lainete summat ehk superpositsiooni. Tuul on alati turbulentne ehk ebaühtlane. Keskmine tuul tekitab hõõrdepinge kaudu hoovuseid (nt Ekmani triivhoovus) ja pikki laineid. Tuule turbulentsed pulsatsioonid tekitavad pinnalaineid. Tuulelained tekivad, kui tuule kiirus ületab 1 m/s
Tööpõhimõte on selline: 1.Spetsiaalne kontroller genereerib kõrgsagedusliku elektrilise signaali ja saadab selle PEK peale. 2.PEK konverdib selle signaali pinnalainetesse ning peegelduvad andurid peegeldavad seda. 3.Need peegeldatud lained võetakse vastu anduritega ja saadakse PEK peale. 4.PEK võtab peegeldatud lained vastu ja konverdib need elektrilisteks signaalideks, mis kontrolleriga analoogsignaalideks muudetakse. 5.Ekraani sõrmega puudutamisel osa pinnalainete energiast neelatakse. 6.Vastuvõtja fikseerib selle muudatust, aga mikrokontroller arvutab välja puudutamise punkti koordinaadid. See tüüp reageerib puudutamise peale asjaga, mis on võimeline laine absorbeerima (sõrm, kinnastatud käsi, poorne kumm). Kõige suurem pluss on sellist tüüpi ekraanide puhul võimalus teada saada mitte ainult puutepunkti koordinaadid, aga ka puutejõu pinnalainete absorbeerimise tase sõltub rõhu suurusest puutepunktis (ekraan ei deformeeru puudutamise
atomaarse ülesehitusega, vaid nende struktuuriosade kuju ja suurusega, mis võimaldab luua uut funktsionaalsust. Metamaterjalide omadusi mõjutavad lisaks struktuurile ka valguse mõjul tekkivad plasmonid. Pinnaplasmonid tekitavad metalli ja dielektrikupiirpinnal levivate pinnalainetena, mison omakordatekitatud vabade laengukandjate pikivõnkumisest metallis. Metalli pinnal tekivad negatiivselt ja positiivselt laetud piirkonnad, mille vahel tekib elektriväli, mis põhjustab pinnalainete levimise. Pinnaplasmonite genereerimise ja uurimisega tekkinud uurimissuund plasmoonika on näidanud, et murdumisnäitaja väärtust on võimalik kontrollida üle laia väärtuste vahemiku positiivsest negatiivseni. See võimaldab konstrueerida struktuure, mille sisse jääv piirkond on mingis elektromangetlainete spektri piirkonnas, sh optilises, nähtamatu. Füüsikaliselt mõistetakse optilise nähtamatuse all seda, kui peidik ei hajuta elektromagnetlaineid nende langemise ja läbimise
Seismiline energia levib välistuumas P-lainete näol. o Ristilained levivad üldiselt aeglasemalt kui pikilained. Seega jõuab S-laine seismojaama teisena, pärast P-lainet. (Meenutab mao liikumist) o Pinnalained, mis saavad levida mööda maapinda, on jaotatud Raylegh' ja Love'i laine laineteks. Pinnalained on silmaga nähtavad (maapinna liikumine) ja neid tunnevad inimesed maavärina ajal. Aineosakeste liikumine on suurim just pinnalainete puhul, sellepärast põhjustavad need suurimat kahju. o Raylegh' laine on seismiline pinnalaine, mis levib ainult mööda vabapinda. See on kõige aeglasemalt leviv seismiline laine. Raylegh' laine tekib P- ja S- lainete vastastikmõjul maapinnaga. Kehas, mida läbib Raylegh' laine, liiguvad osakesed lainelevikusuunaga paralleelselt. Üldises mõttes sarnanevad Raylegh' lained vee lainetusega. o
Põhjustavad maapinnal purustusi. Pikilained keskkonna hõrenemine ja tihenemine laine leviku sihis. Ristilained keskkonna kuju muutumine risti leviku suunaga. Levivad ainult tahkes keskkonnas. Ruumilained levivad kiiremini. - PSpinnalained. S-lained vedelat tuuma osa ei läbi. P-lained murduvad tuuma läbides nii, et osadesse piirkondadesse need ikka ei jõua. Pikilaine ja ristilaine ajaline vahe laseb määrata kolde kaugust. Pinnalainete amplituud näitab värina intensiivsust. Kolm seismograafi lasevad määrata kolde täpse asukoha. Maavärinaid esineb kõige rohkem maakoore plaatide äärtes, kuid vahel ka plaatide keskosas. Maavärina intensiivsuse hindamine 1) Maavärina intensiivsuse astmetena (I - XII) Mercalli skaala. Põhineb maavärinast tingitud purustustel. Suhteliselt ebamäärane, purustused sõltuvad paljudest teguritest 2) Richteri magnituudidena põhineb seismograafi võnke amplituudil
Täpselt sama juhtub, kui raputada ühest otsast kinnitatud nööri. Tekkiv võnkumine on korrastatud, st. iga osakese võnkefaas sõltub lisaks ajale ka asukohast. 15 Laineid on erinevaid, uurimise lihtsustamiseks saab neid mitmel viisil liigitada. Tuntuim liigitus on rist- ja pikilained (viitab laine levikusuuna ja osakeste võnkesuuna vahelisele nurgale), merelained kuuluvad pinnalainete liiki, valgus ja röntgenikiired elektromagnetlainete hulka. Kvant-teooria kasutab väljendeid pilootlaine, tõenäosuslaine jms.; väga tuntud on häälelained. Olemas on isegi selline kummaline objekt nagu seisevlaine. Oma füüsikakursuses käsitleme kõige lihtsamat lainetuse liiki - ühtlases keskkonnas levivaid elastsuslaineid. Leitud võrrandeid kasutatakse kõigi teiste lainetuse liikide kirjeldamisel -
annaabi.ee 
