Za pomocą tego rodzaju sprężyny jesteśmy w stanie uwydatnić różnice między falami podłużnymi i poprzecznymi. Pierwsze z nich uzyskujemy szybko poruszając ręką, podając impulsy równolegle do osi sprężyny; poprzeczne - poprzez podanie impulsów prostopadle do osi.

Zauważmy, że w falach podłużnych (Film B) drgania mają ten sam kierunek co propagacja fali, podczas gdy w falach poprzecznych (Film A) oscylacje odbywają się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali.
JW Player goes here

Film A

Zjawiska podobne do opisanego wyżej, występują w przyrodzie. Na przykład, jeśli uderzymy koniec pręta, zaczyna on oscylować - tworzą się fale, zarówno poprzeczne jak i podłużne. W tym wypadku następstwem oscylacji jest powstawanie zagęszczeń i rozrzedzeń powietrza wokół pręta, które są źródłem dźwięku.
JW Player goes here

Film B

Dźwięk jest falą podłużną - zmiany ciśnienia powodują drgania membrany bębenka w uchu. Fale elektromagnetyczne (w próżni!) są falami poprzecznymi.

Rozróżnienie między falami podłużnymi i poprzecznymi ma zasadnicze znaczenie, np. dla geofizyki. Ziemia ma budowę koncentryczną: pod skorupą o grubości od około 20 km (pod oceanami) do 50 km (pod kontynentami) znajduje się półpłynny płaszcz sięgający do głębokości 2880 km. Jego pierwsza część do głębokości około 100 km jest sztywna (litosfera) natomiast wewnętrzna plastyczna (atmosfera, do 350 km); jeszcze bardziej wewnętrzna część płaszcza z powodu wysokiego ciśnienia jest sztywna, mimo że gorąca. Jądro, w zewnętrznej części jest płynne aż do głębokości 5140 km. Skąd my to wiemy?

W odróżnieniu od fal podłużnych, fale poprzeczne nie rozchodzą się w cieczach (za wyjątkiem powierzchni). Fale podłużne (nazywane w geofizyce "P") przenikają przez jądra, fale poprzeczne ("S"), wolniejsze, w jądrze nie rozchodzą się. Fale "S" nie są obserwowane pod kątami większymi niż 105° od epicentrum trzęsienia Ziemi. Co więcej, różne gęstości (i własności dyspersyjne) różnych warstw kuli ziemskiej powodują odbicia fal od granic ośrodków oraz ich ogniskowanie - fale P nie są obserwowane pod kątami 103°-140° od miejsca epicentrum, właśnie z tego powodu.

Patrz także: inne zabawki, pojęcia i zjawiska związane:
Fale mechaniczne: Schodząca sprężyna
Fale elektromagnetyczne: Doświadczenie na deser | Kula plazmowa
Sprężystość: Foka | Marsjanin I | Marsjanin II | Riki-tiki | Schodząca sprężyna | Schodzący dzięcioł | Spadające piłeczki | Wahadło Newtona


KS16