Aallot

Stella toivoi voivansa mennä surffaamaan tänään, mutta aaltoja ei näy! Mikä pettymys! Hei Stella, katso mitä tapahtui, kun heitit sen kiven mereen! Kun se osui veden pintaan, se aiheutti häiriön. Tämä häiriö levisi sitten ulospäin pyöreänä värähtelynä vedessä.

Miten? Vesi koostuu pienistä hiukkasista. Kun vesi on paikoillaan, siinä on vähän energiaa, ja hiukkaset eivät liiku paljoa. Mutta liikkuvalla kivellä on energiaa, ja kun kivi osuu pintaan, tämä energia välittyy vesihiukkasiin. Hiukkaset lähtevät liikkeelle ja veden pinta häiriintyy.

Vesihiukkaset lähimpänä kiven laskeutumispaikkaa alkaa liikkua ylös ja alas. Tehdessään niin ne vetävät vierekkäisiä hiukkasia mukanaan. Nämä puolestaan vetävät hiukkasia, jotka ovat niiden vieressä. Kun hiukkaset värähtelevät ylös ja alas, ne luovat säännöllisiä huippuja ja pohjia. Näet sen veden pinnalla ulospäin kulkevana väreilynä.

Väreily on häiriö, joka kuljettaa energiaa paikasta toiseen säännönmukaisesti. Se on aalto. Valtameren aallot toimivat samalla tavalla. Yksittäiset hiukkaset aallossa liikkuvat ylös ja alas, vetäen mukanaan lähellä olevia hiukkasia, saaden ne myös liikkumaan ylös ja alas. Vaikka näyttää siltä, että aalto liikkuu kohti rantaa, yksittäiset hiukkaset liikkuvat enimmäkseen ylös ja alas alkuperäisen sijaintinsa ympärillä.

Ja kuinka pitkälle hiukkaset liikkuvat, sekä kuinka nopeasti aalto liikkuu veden pintaa pitkin kertoo, kuinka paljon energiaa aalto kuljettaa. Korkea aalto, joka liikkuu nopeasti kohti rantaa kuljettaa enemmän energiaa kuin pieni aaltoilu joka liikkuu hitaasti veden pinnalla. Kuuletko tuon lokin, Stella? Myös kuulemasi ääni on aalto! Kun lokki pitää ääntä, se aiheuttaa häiriöitä, jotka työntävät ilmahiukkasia.

Nämä hiukkaset törmäävät vieressä oleviin ilmahiukkasiin, jolloin myös nämä hiukkaset liikkuvat. Ilmahiukkaset liikkuvat edestakaisin, luoden alueita, joilla hiukkaset ovat pakkautuneet tiiviisti, ja alueita, joilla ne ovat kauempana toisistaan. Häiriö – tällä kertaa ääni – siirtää energiaa paikasta toiseen säännönmukaisesti - aalto! Tässä tapauksessa hiukkaset liikkuvat samaan suuntaan kuin itse aalto. Sekä aallot vedessä että ääniaallot tarvitsevat jotain, jota pitkin kulkea - väliaineen.

Väliaine voi olla mitä tahansa hiukkasista koostuvaa — ainetta, siis mitä tahansa kiinteää, nestemäistä tai kaasua. Tällaiset aallot, joiden kulku vaatii väliaineen, ovat mekaanisia aaltoja. Mutta energia voi siirtyä aaltoina jopa tyhjiössä, jossa ei ole hiukkasia. Tarkastellaan esimerkiksi auringon energiaa. Se kulkee sähkö- ja magneettikenttien värähtelynä valona.

Valo on siis eräs sähkömagneettinen aalto. Muita esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista ovat mm. mikroaallot ja radioaallot, jotka mahdollistavat tiedon välittämisen, kuten radiosignaalit ja Internet-yhteydet. Katsohan vaan, Stella! Täksi yöksi ennustetaan tuulta, joten huominen vaikuttaa mahtavalta päivältä surffata.

Sillä välin, miksi et hyödyntäisi ympärilläsi kulkevia sähkömagneettisia aaltoja? Kokeile sen sijaan auringonottoa ja netissä surffausta!