파동

파동(Wave)은 공간과 시간에 따라 진동이나 진폭의 변화가 전파되는 현상을 말한다. 매질을 통해 에너지가 전달되지만, 매질 자체는 이동하지 않는다는 점이 특징이다. 파동은 그 형태에 따라 여러 가지로 분류되며, 다양한 물리적 현상을 설명하는 데 사용된다.

종류:

• 횡파(Transverse wave): 매질의 진동 방향이 파동의 진행 방향에 수직인 파동. 예시로는 빛, 전자기파, 현악기의 진동 등이 있다.
• 종파(Longitudinal wave): 매질의 진동 방향이 파동의 진행 방향과 평행인 파동. 예시로는 소리, 지진파(P파) 등이 있다.
• 표면파(Surface wave): 매질의 표면을 따라 진행하는 파동. 예시로는 지진파(레이리파, 러브파) 등이 있다.
• 정상파(Standing wave): 두 개의 진행파가 서로 반대 방향으로 진행하여 간섭하여 생성되는 파동. 진행하지 않고 진폭이 시간에 따라 변하는 특징이 있다.

파동의 특징:

• 파장(Wavelength): 파동의 한 주기에서 같은 위상의 두 점 사이의 거리.
• 진폭(Amplitude): 평형 위치로부터의 최대 변위.
• 진동수(Frequency): 단위 시간당 파동의 진동 횟수.
• 주기(Period): 파동이 한 번 진동하는 데 걸리는 시간.
• 속도(Velocity): 파동이 진행하는 속도. 파장과 진동수의 곱으로 나타낼 수 있다.

파동의 현상:

• 간섭(Interference): 두 개 이상의 파동이 중첩될 때 발생하는 현상. 보강간섭과 상쇄간섭이 있다.
• 회절(Diffraction): 파동이 장애물을 만났을 때, 장애물의 뒤쪽으로 휘어져 진행하는 현상.
• 반사(Reflection): 파동이 경계면에 부딪혀 되돌아오는 현상.
• 굴절(Refraction): 파동이 매질의 경계면을 통과할 때 진행 방향이 바뀌는 현상.
• 도플러 효과(Doppler effect): 파원과 관측자 사이의 상대속도에 따라 파동의 진동수가 달라지는 현상.

응용:

파동은 소리, 빛, 전자기파 등 다양한 형태로 존재하며, 통신, 의료, 지질탐사 등 광범위한 분야에서 활용된다. 예를 들어, 초음파는 의료 영상 진단에 사용되고, 전파는 통신에 사용된다.

관련 용어:

• 진동, 주파수 스펙트럼, 파수, 위상, 편광 등