여러 가지 파동

파동의 물리량에 따른 분류

파동은 특정한 물리량이 공간을 통해 전파되는 것이므로 그 물리량의 성질에 따라서 분류할 수 있다. 이런 기준으로 보면 수면파나 지진파, 음파 등은 다 같이 공간에 밀집된 매질의 변위나 압력의 변화로서 그 성질이 비슷하다고 할 수 있다.

위치, 변위, 압력 - 줄의 파동, 수면파, 지진파, 음파

전기장, 자기장 - 빛

중력장 - 중력파

_ 음파_ 진동

파동의 수학적 성질에 따른 분류

물리량은 크기만을 가진 스칼라량, 방향까지 가지고 있는 벡터, 방향간의 관계까지 가지고 있는 텐서 등 수학적 성질을 달리 가지고 있다. 따라서 파동의 물리량, 즉 파동량의 수학적 성질에 따라서 스칼라파, 벡터파, 텐서파 등으로 분류할 수 있다.

스칼라파 - 음파(음압의 변화로 볼 때), 온도파

벡터파 - 대부분의 파동

텐서파 - 중력파

종파와 횡파

위의 그림은 용수철을 진동시켰을 때 형성되는 파동의 모습을 보여주고 있다. 위의 것은 용수철을 좌우로 흔들어 주었을 때 그 좌우의 진동이 오른쪽으로 전파되는 것을, 아래 그림은 용수철을 아래위로 흔들었을 때 그것이 오른쪽으로 전파되는 것을 보여주고 있다. 위의 경우처럼 파동의 진행방향과 진동방향이 나란한 경우를 종파(세로파동)라 한다. 한편 아래의 경우처럼 두 방향이 수직일 때를 횡파(가로파동)라 한다. 경우에 따라 두 종류의 진동이 조합되어 횡파나 종파라고 말할 수 없는 경우도 있다.

파가 존재하지 않는 경우는 일직선으로 용수철의 늘어져 있으면서 나선으로 감겨있는 그 간격이 일정한 평형상태라고 할 수 있다. 종파의 경우 이 평형상태에서 좌우로 벗어나게 되는 데 이 거리를 변위라고 한다. 횡파에서는 이 변위의 방향이 아래위, 즉 세로 방향이 된다. 용수철의 종파는 감겨있는 정도가 촘촘해졌다가 듬성듬성해졌다가 하는 양상이 번져나가는 것이어서 소밀파의 한 종류가 된다. 그러나 횡파의 경우는 겉으로 보기에 그 높낮이가 전파되는 것이어서 고저파의 일종이다.

종파 - 음파, 지진파

횡파 - 줄의 진동, 수면파, 지진파, 빛

_ 진동