Kas ir stāvošais vilnis?

Vilnis ir jebkurš enerģijas traucējums, kas pārvietojas no vienas vietas uz otru pa vidi. Daudzi materiāli var kalpot kā nesēji. Ūdens ir izplatīts piemērs, taču viļņi var pārvietoties arī pa virvi, gaisu un daudzām citām vielām. Zemestrīces izraisa seismiski viļņi, kas pārvietojas pa planētas slāņiem.

Ir svarīgi atzīmēt, ka tā ir enerģija, nevis vide, kas pārvietojas pa vilni. Ja ģimnāzijā stāv divi cilvēki, turot starp viņiem lecamo virvi, viens no cilvēkiem var pārvietot virvi uz augšu un uz leju, izraisot viļņa pārvietošanos pa lecamauklu. Virve pārvietojas uz augšu un uz leju vai no vienas puses uz otru, bet tā nepārvietojas pa sporta zāli. Tas, kas tiek transportēts, ir enerģija, nevis vide.

Stāvvilnis veidojas, kad enerģija pārvietojas divos virzienos vienlaikus. Šķiet, ka abi cilvēki, kas tur virvi, vienlaikus sāka to kustināt uz augšu un uz leju. Enerģija virzās no katra gala uz pretējo pusi. Kad enerģija, kas nāk no vienas puses, satiekas ar enerģiju, kas nāk no otras puses, tās traucē viena otrai, izraisot stāvviļņu.

Viļņa amplitūda ir attālums starp tā augstāko punktu un līdzsvara punktu. Šo augstāko punktu sauc par antinodu. Lielākajā daļā viļņu šķiet, ka antimezgls pārvietojas visā barotnes garumā. Ar stāvviļņu antimezgls paliek tajā pašā vietā, jo interference starp enerģijām, kas pārvietojas pretējos virzienos, vienmēr notiek vienā un tajā pašā punktā. Tas attiecas arī uz mezgliem vai mazākās pārvietošanās punktiem.

Mezgli parādās vietās, kur enerģija no vienas puses virzās uz augšu, bet enerģija no otras puses virzās uz leju. Pretējas kustības efektīvi atceļ viena otru. Turpretim stāvoša viļņa antimezgli parādās punktos, kur enerģija no katras puses virzās uz augšu vai uz leju tajā pašā vietā. Enerģija šajā gadījumā tiek dubultota, padarot kustību izteiktāku. Antinodi vienmēr ir vienmērīgi izvietoti pusceļā starp mezgliem.