Aalto (fysiikka)

Aalto on etenevä dynaaminen häiriö, joka aiheuttaa muutoksen yhdessä tai useammassa suureessa niiden tasapainoaseman suhteen. Aallot voivat olla jaksollisia, jolloin suureet värähtelevät tasapainoarvon ympärillä määrätyllä taajuudella.^[1]

Aalto voi olla mekaaninen, kuten ääni- tai vesi-aalto, jossa energia siirtyy aineen, esimerkiksi ilman tai veden, kautta. Väliaineen läpi kulkiessaan mekaaniset aallot voivat siirtää energiaa paikasta toiseen ilman, että yksikään väliaineen hiukkasista siirtyy pysyvästi alkuperäiseltä paikaltaan. Sen sijaan väliaineen hiukkaset värähtelevät kiinteän pisteen ympärillä.^[2]

Sähkömagneettiset aallot, kuten valo tai radioaallot, siirtävät energiaa sähkömagneettisen kentän välityksellä. Sähkömagneettiset aallot eivät tarvitse väliainetta, vaan ne etenevät myös tyhjiössä.^[1]

Jos koko aaltomuoto liikkuu yhteen suuntaan, puhutaan etenevästä aallosta. Sitä vastoin kaksi päällekkäistä, eri suuntiin etenevää periodista aaltoa muodostaa seisovan aallon. Seisovassa aallossa värähtelyamplitudi on tietyissä kohdissa nolla, jolloin aallon voimakkuus voi näyttää pienentyvän tai jopa katoavan. Etenevä aalto kuljettaa energiaa, kun taas seisova aalto ei.^[3]

Aaltojen dynamiikkaa voidaan kuvata aaltoyhtälöllä. Aaltoyhtälöstä voidaan johtaa yhteys aallonpituuden, aallon etenemisnopeuden sekä aaltoliikkeen värähtelytaajuuden välille.^[4] Aallonpituus on kahden peräkkäisen aallonhuipun välinen etäisyys, ja taajuus on aaltojen määrä tietyssä ajassa. Aallonpituus ja taajuus ovat kääntäen verrannollisia: suurempi taajuus tarkoittaa pienempää aallonpituutta ja päinvastoin.^[1] Kahden aallon kohdatessa toisensa aallot voivat joko vahvistaa toisiaan (konstruktiivinen interferenssi) tai heikentää toisiaan (destruktiivinen interferenssi).^[3]

1. ↑ ^{a b c} Young, Hugh D. & Freedman, Roger A.: ”Luku 19”, University Physics. 9. painos. Addison-Wesley, 1996. (englanniksi)
2. ↑ Toni Tran: Aaltoliikkeen eteneminen Omaan tahtiin fysiikka. 2019 - 2021. Eiran aikuislukio. Viitattu 8.7.2022.
3. ↑ ^{a b} Young, Hugh D. & Freedman, Roger A.: ”Luku 20”, University Physics. 9. painos. Addison-Wesley, 1996. (englanniksi)
4. ↑ Aaltoliikkeen perusyhtälö. Internetix-oppimateriaalit. http://opinnot.internetix.fi/fi/muikku2materiaalit/lukio/fy/fy3/2_aaltoliike/203?C:D=iS3h.iPgb&m:selres=iS3h.iPgb