transverzalni – čestice titraju poprečno na smjer širenja. Učvrstim tijelima mogu se rasprostirati i transverzalni i longitudinalni valovi;
progresivni – val se širi u određenom smjeru i pritom se energija prenosi s čestice na česticu;
stojni – neke čestice titraju, a neke stalno miruju; energija se ne prenosi prostorom.
Periodički se valovi mogu opisati karakterističnim veličinama:frekvencijom,amplitudom,periodom ivalnom duljinom. Udubine koje nastaju kada bacimo sredstvo u vodu zovemovalnim dolovima, a izbočinevalnim brjegovima. Od mjesta gdje je kamen pao izmjenično se rasprostiru kružni brjegovi i kružni dolovi. Val je ustvari širenjetitraja uelastičnom sredstvu. Kad kamen padne u vodu, prouzrokuje titranje na onom mjestu gdje je u vodu udario. Čestice vode na tom mjestu zatitraju, i to se titranje dalje širi u obliku valova jer su čestice vode međusobno elastično povezane. Kod vala se ne prostirematerija većenergija titranja koja putuje od čestice do čestice. Prividno nam se čini davoda teče, ali ako promotrimo kakav list koji pliva na vodi vidjet ćemo da se taj ne pomiče s valom već se njiše gore i dolje na istom mjestu površine vode. Ono što kod vala putuje samo je slika titraja u izvjesnom trenutku. Tvar u kojoj se val rasprostire zove se sredstvo vala, a čestica koja je počela titrati i iz koje se val širi zove se izvor vala. Valovi koji se šire na površini nekog sredstva zovu se površinski valovi, a valovi koji se šire u nekom prostoru zovu se prostorni valovi.[2]
Fazni pomak udaljenost je između najbližih brjegova ili dolova dvaju valova jednake frekvencije i smjera širenja. Jednadžba oblika:
opisuje izgled sinusoidalnoga vala u bilo kojoj točki prostora, gdje je:a -elongacija,A -amplituda,f-frekvencija,x - udaljenost čestice od izvora vala it - vrijeme širenja vala. Ako se u isto vrijeme na istome mjestu nađu dva vala, doći će do njihoveinterferencije, a složenije valno gibanje može se prikazati kao suma sinusoidalnih valova različitih amplituda i frekvencija.
Koherentni valovi, uzajamno jednaki po frekvenciji, faznom pomaku, polarizaciji, omogućuju da se vidi interferencijska slika (na primjer interferencijske pruge). Ako se izvor valova ili promatrač gibaju, s pomoćuDopplerova učinka može se odrediti njihovabrzina, što se primjenjuje uastronomiji,medicini,prometu i drugo.
Valovi se šire u prostoru nekom određenombrzinom koja se zovebrzina širenja vala. Za vrijeme jednogperioda, to jest za vrijemeT u kojem je čestica u izvoru vala izvršila jedan potpuni titraj, pomaklo se titranje zaduljinu valaλ. Brzinu širenja valova možemo dakle izračunati tako da put, to jest duljinu valaλ, podijelimo vremenomT:
Ako umjesto periodaT uzmemo recipročnu vrijednost, to jest frekvencijuf = 1 /T, dobivamo:
gdje je:E -modul elastičnosti,ρ -gustoća tijela ili plina,ϰ -adijabatski koeficijent plina,p -tlak plina. Brzina širenjaelektromagnetskih valova uvakuumu je 299 729 458 m/s (brzina svjetlosti) i premateoriji relativnosti najveća moguća brzina gibanja, dok je brzina širenja u drugim prozirnim medijima manja na primjer na 20 °C u zraku 1,0003, u vodi 1,333, u dijamantu 2,42, u silikonu 4 puta manja (indeks loma). Kada se valovi nađu na granici između dvaju medija, dolazi do njihovaogiba,refrakcije ili refleksije i u posebnim uvjetimado stojnih valova. Kada val prelazi iz jednog sredstva u drugo ili se prostire kroz nehomogeno sredstvo, brzina ivalna duljina mu se mijenjaju, afrekvencija ostaje ista.
Mehanički valovi (na primjerzvuk) šire se uelastičnom mediju (na primjerzrak,voda)titranjemčestica povezanih elastičnimsilama okoravnotežnoga položaja;energija valova to je veća što je većaamplituda titranja, a izvor valova svako jetijelo koje titra (na primjer izvor zvuka može bitižicaglazbenog instrumenta). Valovi su širenje poremećaja kojim se prenosi energija kroz medij, a da se medij kao cjelina ne pomiče. Pri širenju vala čestice sredstva ostaju na svojim mjestima ititraju oko ravnotežnog položaja, širi se samo stanje titranja odnosno prenosi seenergija izvora vala.
Elektromagnetski valovi (na primjersvjetlost) prenose setitranjemelektričnoga imagnetskoga polja u propusnom mediju (može biti ivakuum).Energija valova to je veća što je većafrekvencija, a izvori su promjenljivaelektromagnetska polja (na primjer izvorradio valova jeantena) i pobuđeniatomi. Prigušenje valova posljedica je pretvorbe energije valova u druge oblike (na primjer utoplinu). Prema načinu širenja i ovisno o izvoru, valovi mogu biti ravni ili kuglasti, jednodimenzionalni, dvodimenzionalni i trodimenzionalni.
Prema načinu širenja, valovi se mogu podijeliti na longitudinalne, koji se šire titranjem čestica u pravcu širenja vala (na primjerultrazvuk), i transverzalne, koji se šire titranjem okomitim na smjer širenja vala (na primjerradio valovi). Valovi na površini vode kombinacija su longitudinalnih i transverzalnih valova. Transverzalni valovi mogu bitipolarizirani, to jest čestice koje ih prenose ili električno i magnetsko polje mogu titrati izraženije u nekoj ravnini.
Val kod kojeg se iznos poremećaja mijenja prematrigonometrijskoj funkcijisinus naziva seharmonijski val. Svi drugi oblici valova se mogu prikazati kao zbroj harmonijskih valova različitih amplituda i frekvencija, i ti zbrajani valovi se nazivajuharmonici iliharmonički članovi. U prirodi možemo naći približno harmonijske valove, poputnjihanja klatna.
Valovi koji se šire popovršini vode zovu se površinski valovi. Valovi zvuka koji se šire od svog izvora u obliku promjenagustoće zraka su prostorni valovi. Oni se šire u prostor uzduž pravca -polumjera povučenog od izvora vala, to jest pravocrtno. Od izvora titranja širi se energija titranja radijalno u zrakama na sve strane. Kažemo da izvor energije titranja zrači ili emitira energiju titranja u obliku prostornih valova. Ploha koja spaja sve točke do kojih je stigao val u isto vrijeme zove se fronta vala. Kod površinskih valova je fronta valakružnica, a kod prostornihkugla. Dio fronte prostornog vala možemo kod velike udaljenosti od izvora smatrati ravninom. To su onda ravni valovi, na primjer valovi svjetlosti koji dolaze od dalekog izvora. Zrake ravnih valova su paralelni pravci. U obliku valova širi se u prostor energijazvuka, toplinska, svjetlosna i elektromagnetska energija.
Stojni valovi su valovi koji nastaju superpozicijom (zbrajanjem) dvaju valova jednake amplitude i frekvencije. Opisuje ih jednadžba:
gdje su:A - amplituda,λ - valna duljina,T - period vala,t - vrijeme. Raspored elongacija (y) je sinusoidni, no valne fronte ne putuju, tako da je amplituda pojedinih čestica različita i ovisna o mjestu (x). Na mjestima na kojima je amplituda jednaka nuli nalaze se čvorovi, a gdje je maksimalna trbusi. Stojni valovi važni su uakustici (titranje žice, titranje stupa zraka u glazbenom instrumentima, akustika prostorije), gdje osim poželjnih mogu imati i neželjene posljedice, kao što je povećanjebuke.[3]
Valovi tvarikvantnomehanički su valovi iznimno kratkih valnih duljina koji se uočavaju jedino u ekstremnim uvjetimapokusa kada tvar uz čestična pokazuje i valna svojstva (dualizam). Prema teorijiL. de Brogliea, valna duljina tvari:
Odčetiriju poznatih osnovnih sila u prirodi,gravitacija je najslabija pa je u područjuatoma imolekula potpuno zanemariva premaelektromagnetskim inuklearnim silama. Usvemirskim veličinama, gdje međusobno djeluju velike nakupine masa,međuzvjezdani plinovi,zvijezde,galaktike, gravitacija igra važnu ulogu.Astronomska otkrićapulsara ikvazara i teorije o razvoju zvijezda stavljaju teoriju gravitacije pred nove probleme, kao što su pitanje stalnostigravitacijske konstante tijekomvremena, mehanizam gravitacijskoga kolapsa koji uzrokuje energetsku degeneraciju zvijezda. Kod gravitacijskoga kolapsa, sile zvjezdane gravitacije posve nadjačaju silepritiska zračenja i zvijezda se sve više komprimira. Nakon porasta gravitacije iznad neke veličine, zvijezda postane za promatrača nevidljiva (crna rupa), jerkvantizračenja više ne mogu napustiti zvijezdu. Za objašnjenje tih pojava može se pokazati nužnim da se u gravitacijskoj teoriji provede kvantizacija (kvantna mehanika).Energija gravitacijskoga polja bila bi kvantizirana i širila bi se kroz polje u gravitacijskim valovima. Kvant gravitacijskoga polja zove segraviton.[5]
