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波的形成

时间:2023-02-19 21:11:43浏览次数:27  
标签:小质 传播 形成 剪切 形变 横波 纵波

> 横波的形成
  以绳波为例,把一根绳子抽象为许多离散的小质元并编号,假设任意两个相邻小质元由微小的弹簧连接在一起
  总是由上游的小质元带动下游的小质元运动
       

   如果从左向右看 每个小质元的运动,会发现 它们的相位是不同的。从0号小质元开始,每一个质元的相位都会依次落后
  注意,到12号小质元的时候,恰好其相位落后0号质元2Π,因此此二质元的振动是同相的
  在波的传播过程中,相邻的两个同相质元之间的距离就叫做一个波长
  在振动过程中我们发现,0号小质元经过一个周期的运动,波恰好传出了一个波长的距离

          > 横波是如何传播的?

      > 绳上的横波
        张力对于细线上的横波来讲是 crucial 的。如果这根绳子没有了张力,那也就无法传播横波了

      > 固体中的横波

        小体元发生剪切形变

        对于固体中的横波来讲,剪切形变是非常重要的。正是因为有了剪切形变,当横波传播的时候,各个小体元可以相继发生剪切形变,在垂直于波传播方向上上下振动

        因此对于一种材料,如果它不可能发生剪切形变,则在这种材料中就不会有横波了

        For instance,气体和液体都不可能发生剪切形变,因此气体和液体中是没有横波的,气体液体只能传播纵波

 

// 关键词:张力、剪切形变

> 纵波的形成

  依然把介质抽象为许多离散的小质元,即沿用研究横波的模型

  

 

  0号小质元振动一个周期,波传播的距离恰好是一个波长

   

 

   我们看到,最密集和最稀疏的状态出现在位于平衡位置的小质元处,why?

  如果质元是处于平衡位置的,那它左右两侧对称的这两个小质元的位移是反对称的

 

> 总结

  > 横波中质元发生切边,外形有峰谷之分

  > 纵波中质元发生长度(或体积)的改变,媒质密度改变,各处疏密不同

  > 无论横波、纵波,在波的传播过程中,质元均在各自的平衡位置附近振动,质元本身并不迁移

    那么,波所传播的究竟是什么呢?

    随波动传播的是 振动状态、能量

 

> 补充知识

  横波和纵波是两种最基本的波动形式

  而实际上波的形式是多种多样的

  比如水波既不是横波也不是纵波,而是一种表面波(在物理学中,表面波是沿不同介质之间的界面传播的机械波)

  水中的各个小微团做的是圆周运动或椭圆运动

  而海洋波从深海到海面由纵波变成了表面波

  波的分类

    > 按波面形状:球面波、平面波、柱面波

    > 按复杂程度:简谐波、复波

    > 按持续时间:连续波、脉冲波

    > 按波形是否传播:行波、驻波

    ......

标签:小质,传播,形成,剪切,形变,横波,纵波
From: https://www.cnblogs.com/Seblogs8/p/17135607.html

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