Кіріспе

Толқын – бұл материяның тербелісі. Физикада механикалық толқын – материяның тербелісі болып табылатын және осылайша материалдық орта арқылы энергияны жеткізетін толқын. (Классикалық көзқарас бойынша, вакуум – электромагниттік толқындар таралатын материалдық емес орта.) Толқындар ұзақ қашықтықтарға жылжуға қабілетті болса да, тарату ортасының – материалдың – қозғалысы шектеулі. Сондықтан тербеліс жасайтын материал бастапқы тепе-теңдік күйінен көп алшақтамайды. Механикалық толқындар тек серпімділік және инерция қасиеттеріне ие ортада ғана туындауы мүмкін. Механикалық толқындардың үш түрі бар: көлденең толқындар, бойлық толқындар және беттік толқындар. Механикалық толқындардың ең көп кездесетін мысалдары – су толқындары, дыбыс толқындары және сейсмикалық толқындар. Барлық толқындар сияқты, механикалық толқындар да энергияны тасымалдайды. Бұл энергия толқынның өзінің бағытымен бірдей бағытта таралады. Толқынға бастапқы энергия беру қажет; бұл бастапқы энергия берілгеннен кейін, толқын барлық энергиясы жұмсалғанша орта арқылы жүре береді. Керісінше, электромагниттік толқындарға орта қажет емес, бірақ олар орта арқылы да өте алады.

Көлденең толқын

Трансверстік толқын – бұл толқынның қозғалыс бағытына перпендикуляр ортадағы бөлшектердің орташа тепеңдік күйінен тербелісімен сипатталатын толқын түрі. Мысалы, Слинкидің бір ұшын (екінші ұшы бекітілген) солға және оңға жылжытыңыз, ал емес алға-артқа. Жарық электромагниттік толқын болғанымен, трансверстік толқынның қасиеттерін де иеленеді.

Ұзындықты толқын

Ұзындық толқындар ортаны толқын бағытына параллель қозғалысқа келтіреді. Олар бірнеше сығылудан және жіңіштенуден тұрады. Жіңіштену – ұзындық толқынындағы ең үлкен арақашықтық, ал сығылу – ең кішкентай арақашықтық. Сыну көрсеткіші жоғары болғанда ұзындық толқынының жылдамдығы артады, себебі сығылған ортадағы атомдар бір-біріне жақын орналасады. Дыбыс – ұзындық толқын.

Жер бетіндегі толқындар

Толқынның осы түрі екі ортаның беті немесе интерфейсі бойымен таралады. Жер бетіндегі толқынға мысал – бассейндердегі, мұхиттардағы, көлдердегі немесе кез келген басқа су қоймасындағы толқындар. Жер бетіндегі толқындардың екі түрі бар: Рейли толқындары және Лав толқындары. Рейли толқындары, сондай-ақ жер сілкінісі толқыны деп те аталады, су бетіндегі толқындар сияқты қозғалыспен толқын тәрізді таралады. Мұндай толқындар дене толқындарына қарағанда әлдеқайда баяу, біртекті серпінелі ортаның жылдамдығының шамамен 90% жылдамдықпен қозғалады. Рейли толқындары энергияны тек екі өлшемде жоғалтады, сондықтан P және S толқындары сияқты барлық үш бағытта энергия жоғалтатын қалыпты көлемдік толқындарға қарағанда жер сілкінісінде одан да көп зиян келтіреді. Лав толқыны – таралу бағытына перпендикуляр немесе көлденең қозғалысы бар беттік толқын. Олар әдетте Рейли толқындарынан сәл жылдам, дене толқынының жылдамдығының шамамен 90% жылдамдығымен және ең үлкен амплитудаға ие.