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波是什么?什么是波? 第1页

  

user avatar   nan-hu-53-5 网友的相关建议: 
      

谢邀。

具有时空周期性的东西就可以称之为波(一种周期的传播)。例如,声波,水波,电磁波。

最近研究一些关于声子色散关系的问题,觉得之前对波和与波有关的概念的理解还是不够深入,梳理了一下思路,作为更新贴在这里吧。说得有点磨叽,不过鉴于题主应该也不太熟悉,也许能够帮助题主更好的理解波的概念(转载请先联系我):

波动是时间和空间的双重周期运动,抛开物理相互作用机制不谈,仅仅从现象描述方面可以分别从时间和空间两个方面来描述,而一个波的形式的最终确定一定是时间和空间同时确定之后的产物。下面以简谐波为例:

(1)从时间角度,波具有时间周期性。单单从时间上看,波是每个振动点自己在做以圆频率ω的周期振动(和别的点根本无关好么),它表示单位时间的相位变化(每秒钟振动了多少个相位,相位的时间变化率)。那么,盯住任意一个空间点,如果知道了初始相位,再知道了圆频率,那么就确定了这个点的振动强度随着时间变化的函数。

(2)另外一方面,从空间角度,波具有空间周期性。换句话说,它周围的振动点被它以某种形式带动也开始振动,而这种振动一定是延迟的,延后的,这个延后的程度从空间分布的角度来看是一致的,从而表现出空间周期性。这集中体现在波矢k这个概念上,它表示单位距离的相位变化(每米的距离延后了多少个相位,相位的空间变化率)。那么,盯住任意一个时间点,如果知道了一个具体振动点的初始相位,再知道了波矢,那么就自然可以算出任意一个振动点所延后的相位,也就是说得到了相位差分布,那么就确定了这个时刻波的振动分布情况。

综合(1)和(2)才能完整地描述一个波,也就是说,给定一个具体的振动点的初始相位,然后知道了圆频率和波矢,那么就可以确定这个空间振动分布随着时间变化的函数,所以波是个二元函数。

和圆频率相比,波矢k的特殊性在于它是一个矢量,因为波还涉及到一个传播方向的问题,人们在研究相位的空间变化率的时候其实就是在研究振动的传播问题,把这个传播方向划归到这个表示相位的空间变化率的物理量里面再自然不过了。




  

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