Ungünstige Wetter- oder Naturereignisse erzeugen oft größere und potenziell gefährliche Wellen. Schwere Stürme, die sich ins Landesinnere bewegen, führen oft zu einer Sturmflut, einer langen Welle, die durch starke Winde und ein anhaltendes Tiefdruckgebiet verursacht wird. U-Boot-Erdbeben oder Erdrutsche können sehr schnell eine große Menge wasserverdrängen, wodurch eine Reihe von sehr langen Wellen, die Tsunamis genannt werden, entstehen. Sturmfluten und Tsunamis erzeugen keine typische Abstürzende Welle, sondern einen massiven Anstieg des Meeresspiegels beim Erreichen der Küste, und sie können extrem zerstörerisch für Küstenumgebungen sein. In diesem Kapitel geht es um die Kinematik der Wellen. Sie lernen, wie man Wellenbewegungen ohne Bezug auf die besondere physikalische Natur der Welle beschreibt. Schallwellen, Lichtwellen und Wasserwellen sind körperlich ganz anders. Dennoch zeigt jeder bestimmte kinematische Merkmale an, die identisch oder sehr ähnlich sind. In den Abschnitten 16.6-16.8 wird die modernere Sicht des Lichts betrachtet, die auf einem Wellenstandpunkt basiert.
(Sowohl die Teilchen- als auch die Wellenaussichten wurden von den alten Griechen vor etwa 2000 Jahren spekuliert.) Abschnitt 16.6 stellt Young vor, wendet seine Analyse konstruktiver und destruktiver Interferenzen in zahlreichen Kontexten an und analysiert sein berühmtes Zwei-Schlitz-Interferenzexperiment. Abschnitt 16.7 stellt Fresnel vor und gibt seine Analyse der beobachteten Intensitätsmuster sowohl für Youngs zweispaltiges Interferenzexperiment als auch für die Einspaltbeugung. Abschnitt 16.8 behandelt birefringt Kristalle, durch die das Phänomen der Polarisation entdeckt wurde. Wasserwellen gehören zu den vertrauteren Wellenformen, die in unserer täglichen Erfahrung auftreten. Diese Wellen scheinen quer zu sein, die Flüssigkeit steigt und fällt, während sich die Wellenform entlang der Oberfläche bewegt. Aber in der Tat haben Wasserwellen sowohl Quer- als auch Längskomponenten. Sie werden dies sehen, wenn Sie ein kleines schwimmendes Objekt wie einen Korken oder eine Flasche beobachten. Sie werden feststellen, dass der Kork nicht nur auf und ab springt, sondern sich auch entlang der Oberfläche hin und her bewegt. Eine detaillierte theoretische Analyse zeigt, dass die Fluidpartikel (Abschnitte 16.1) kreisförmige Bewegungen ausführen.
Der Radius der kreisförmigen Pfade (die Wellenamplitude) ist am größten an der Oberfläche In einer Tiefe von wenigen Wellenlängen hat sich die Wellenamplitude auf einen vernachlässigbaren Wert verringert (siehe Abbildung 18.4). Wasserwellen werden daher als Oberflächenwellen klassifiziert. Wenn Sie einen Link zum WAVE-Bericht für Ihre Seite bereitstellen möchten, verlinken Sie einfach auf wave.webaim.org/refer von Ihrer Webseite oder verlinken Sie zu wave.webaim.org/report?url=YOUR URL HIER, um eine URL explizit zu verarbeiten. In den Abschnitten 16.3-16.5 werden die frühen Ansichten des Lichts behandelt, das dazu neigte, Licht als ein Teilchen zu betrachten, das von einer Quelle emittiert wird. Eine umfassendere Diskussion – nicht der Zweck der vorliegenden Arbeit – würde auch die Untersuchung der Fokussierung durch Spiegel und Linsen und die Anwendung dieser Fokussierprinzipien auf optische Instrumente wie das Teleskop und das Mikroskop umfassen. Abschnitt 16.3 zeigt eine kurze Geschichte der Optik bis zum Ende des 17. Jahrhunderts. Es betont zwei der Erfolge der Teilchenemissionstheorie: Erklärungen der Gesetze der Reflexion und Brechung, und die Bildung von Regenbogenn. Abschnitt 16.4 zählt eine Reihe von Lichtexperimenten des 17. Jahrhunderts auf, von denen viele nur durch die Wellentheorie erklärbar sind. Abschnitt 16.5 fasst die bisweilen widersprüchlichen theoretischen Entwicklungen des 17. Jahrhunderts zusammen.
Eine Wellenlänge, die kürzer als normal ist, bedeutet, dass die Frequenz höher als normal ist. (Denken Sie daran, v = v; die Geschwindigkeit ist konstant, so dass v erhöhen muss, wenn die Geschwindigkeit abnimmt.) Wenn also ein Beobachter einen Ton von einer Quelle hört, die sich auf ihn zubewegt, ist die Frequenz (oder Tonhöhe) höher als wenn die Quelle ruht.