Longitudinale golf
Longitudinale golf, golf die bestaat uit een periodieke verstoring of trilling die plaatsvindt in dezelfde richting als het voortbewegen van de golf. Een opgerolde veer die aan één uiteinde wordt samengedrukt en dan wordt losgelaten, ervaart een golf van samenpersing die over zijn lengte gaat, gevolgd door een uitrekking; een punt op een willekeurige winding van de veer zal met de golf meebewegen en langs dezelfde weg terugkeren, door de neutrale positie te passeren en dan zijn beweging weer om te keren. Geluid dat door lucht beweegt, perst het gas ook samen en doet het ijler worden in de reisrichting van de geluidsgolf terwijl zij heen en weer trilt. De P (primaire) seismische golven zijn ook longitudinaal. In een longitudinale golf trilt elk materiedeeltje om zijn normale rustpositie en langs de voortplantingsas, en alle deeltjes die aan de golfbeweging deelnemen gedragen zich op dezelfde manier, behalve dat er een progressieve verandering in fase (q.v.) van trilling is – d.w.z. elk deeltje voltooit zijn cyclus van reactie op een later tijdstip. De gecombineerde bewegingen resulteren in het oprukken van afwisselend gebieden van compressie en rarefactie in de richting van de voortplanting.
Een mechanisch model is nuttig bij het verklaren van longitudinale golven. Bovenaan in de figuur zijn kleine massa’s A, B, C, enz. met elkaar verbonden door opgerolde veren om een zendmedium voor te stellen dat eigenschappen van zowel traagheid als elasticiteit heeft. Omdat massa B traag is, wordt door een beweging van A naar links (pijl 2) de veer waaraan hij bevestigd is, langer en door een beweging naar rechts (pijl 1) wordt hij samengedrukt. Een overeenkomstige beweging zal door de veer aan B worden doorgegeven, met dit verschil dat er een kleine vertraging in fase zal zijn. Massa B geeft zijn beweging door aan zijn partner C, enzovoort, waarbij de impuls van A naar K gaat en de vertraging geleidelijk toeneemt. Op het getoonde moment loopt A in fase 360° voor op J; A begint aan zijn tweede trilling, terwijl J juist aan zijn eerste trilling begint.
Uit de natuurkunde door Erich Hausmann en Edgar P. Slack door Litton Educational Publishing, Inc. Overgenomen met toestemming van Van Nostrand Reinhold Company.
Een transversale voorstelling van een longitudinale golf is onderaan in de figuur te zien. Hier zijn verticale lijnen getrokken door de rustposities (aangegeven met a,b,c, enz.), met lengtes die evenredig zijn met de afstanden die de massa’s hebben bewogen ten opzichte van het evenwicht (hun amplitudes). De lijnen worden vanaf de as naar boven getrokken als de verplaatsing naar links is en naar beneden als de verplaatsing naar rechts is. Een vloeiende kromme getrokken door de uiteinden van de verticale lijnen geeft een dwarskromme. Deze transversale kromme toont aan dat er per cyclus één compressie en één rarefactie is, waarbij aj één golflengte is. De frequentie zou worden weergegeven door het aantal volledige cycli dat door een van de massa’s per seconde wordt uitgevoerd.