En fråga om vågor och rörelse

"A wave seems to move horizontally across the open sea, but the molecules of water move vertically. Similarly, sound waves may travel from speaker to listener, but molecules of air don’t: that would be a wind, not a sound."

från Richard Dawkins, The God Delusion

Det här fick mig att undra. Jag har "alltid", spontant och utan att ens reflektera över det, förutsatt att även vinden var någon form av vågrörelse, och inte en ren transport av luft från en plats till en annan.

Är det alltså så att när det blåser, t ex nordanvinden från Nordpolen, så rör sig just dessa molekyler hela vägen från nordpolen ned till medelhavets strand? Är det verkligen samma molekyler som virvlar runt, runt genom Karibien för att till slut anfalla USA och sent omsider ta vägen via Island och Norge för att bli lite frisk vind i Sverige?

Jag tvivlar.

Sedan talar Dawkins om vatten, och man kan då undra vad som är analogin till vind, men ifråga om vatten. Strömmar är väl en uppenbar kandidat, liksom fenomenet vid tsunami. Även i dessa fall tvivlar jag på att det enbart handlar om en ren förflyttning, och inte om någon form av vågrörelse.

Givetvis har vatten flyttas till land, vatten som inte var där förut, vid en tsunami. Men är det samma "molecules of water" som rör sig, utan någon samtidig vågrörelse. Detta faller väl på sin orimlighet; allt detta vatten kan inte ha uppstått t ex vid epicentrum

Har jag fel?

Vad jag skulle gissa, utan att veta vad en sådan våg kallas, är att det är en vågrörelse där samtidigt själva substansen - vatten, luft - rör på sig, men inte i samma hastighet som vågen. Luften rör alltså på sig, men i en lägre hastighet än vindhastigheten?

Vinden är en ren transportrörelse och absolut ingen våg. I realiteten går det kanske inte att jämföra med en flod som har sina vallar, men molekylerna skjuter på varandra. De som ursprungligen startade rörelsen hamnar säker på avvägar i lä någonstans på vägen, men rörelsen beror på krafter som vill utjämnas och är ingen vågrörelse.

En tsunami däremot är en vågrörelse. Om du befunnit dig några mil utanför Thailands kust 2004 hade du knappast märkt av vågen som passerade i 300-400 km/h. Energin fanns då i dess hastighet, men när vågen bromsades av grundare vatten överfördes energin från en hastig rörelse till en långsam jättevåg.

Jämför med transmission av elkraft via hög till lågspänning.

Ja det är translation, de förflyttas, men några (många) byts ju ut under vägen. Om vi startar med 10 molekyler från nordpolen så kommer inte alla vara kvar när det har blåst till medelhavet. Det lär avta exponentiellt med avståndet vinden blåser.

Ja en tsunami är en våg, alltså inte förflyttning av materia i den bemärkelsen. Men det finns andra egenskaper som gör att vågen alltså slår in över land. Bland annat att "kanten" på vågen när den kommer in i en bukt viker lite inåt så att "mittenvågen" blir starkare. Dessutom så kommer vågen längst fram att bromsas in mer än vågdelen bakom vilket gör att vågen bakom kommer ikapp vågdelen där fram och enligt superpositionsprincipen får vi konstruktiv interferens och vågens amplitud (höjdstorlek) blir ju större.

Strömmar är förflyttning men inte tsunami, liten förflyttning blir det ju men njae inte direkt translation. Grejen med vattenvågor är att de är lite speciella. Det är en kombination av longitudinella och transversella vågor.

Kolla upp longitudinell och transversell våg. Notera att när en tsunami uppstår, t.ex. mitt ute i havet så kan våglängden vara flera km lång. Därför märks den inte ute på öppet hav, men som jag beskrev innan så kommer vågens våglängd att bli kortare och amplituden kommer istället att öka.

Intensiteten av en våg är proportionell mot amplituden i kvadrat.

Vattenvågor är bra exempel på en våg som är både transversell och longitudinell medan ljudvågor enbart är longitudinella och ljusvågor enbart är transversella. Om våglängden är riktigt stor på en vattenvåg så innebär den longitudinella delen av vågen en translation om vi ser det ur ett kort perspektiv. Dock kommer den ju någon gång att komma tillbaka igen. Den svänger alltså fram och tillbaka i samma riktning som den utbreder sig.

Om du har tittat på en populärvetenskaplig marinfilm nån gång eller badat i havet nån gång så ser man tydligt hur tång och andra undervattensväxter svänger fram och tillbaka. Då är longitudinella vågor en bra förklaring på detta fenomen.

Tack för svaren, det klarnar litegrann.

Jag undrar fortfarande om mellanformer, som alltså både är vågrörelser och någon form av transport. Som en cyklon. Det handlar ju här om en struktur som upprätthålls under lång tid, kanske många gånger helt och hållet byter 'innehåll' och som har många egenskaper besläktade med vågor.

Eller en vortex som i en airzooka.
http://en.wikipedia.org/wiki/Air_bazooka