縱波 (二)

縱波(Longitudinal Wave) (二)
國立彰化師範大學物理系楊孟欣碩士生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

縱波為波振動的方向平行波傳播的方向,力學縱波又稱為壓縮波或疏密波。 非電磁波 非電磁縱波的範例,包括聲波(壓力、粒子位移、或粒子於彈性材料內傳波速度的交錯變換)及地震P波(由地震和爆炸產生)。

平面波

平面波(plane wave)
國立彰化師範大學物理系楊孟欣/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在波傳遞的物理學中(尤其是電磁波),平面波是一種波前(表面為某固定相位),永遠平行於固定振幅平面,並垂直於相速度向量。這類的術語被擴大使用於描述局部範圍內表現接近平面波的波,例如一束天線產生的場,在距離很遠的地方近似於平面波,也就是說這種射線在射線光學有效的範圍內(在均勻的介質內傳輸而且長度單位遠大於波長),和似平面波局部相等。

縱模

縱模(Longitudinal Mode)
國立彰化師範大學物理系楊孟欣/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

共振腔的縱模為束縛在腔體內的波,形成一駐波圖形,腔體內部產生許多表面反射,而縱波則對應到產生建設性干涉的波長,其他波長的波則經歷破壞性干涉,並被限制在腔體中。縱模圖形的節點出現在以腔體長度為軸,平行於此軸的位置上,橫模的節點則出現在垂直於此軸的位置上。

縱波 (一)

縱波(Longitudinal Wave) (一)
國立彰化師範大學物理系楊孟欣碩士生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

縱波為波振動的方向平行波傳播的方向,力學縱波又稱為壓縮波或疏密波。

非電磁波 非電磁縱波的範例,包括聲波(壓力、粒子位移、或粒子於彈性材料內傳波速度的交錯變換)及地震 $$P$$ 波(由地震和爆炸產生)。

聲波 諧和聲波的頻率和波長可以方程式 $$y(x,t)=y_0\cos(\omega(t-\frac{x}{c}))$$ 表示,其中 $$y(x,t)$$ 為粒子距離平衡點的位移量,$$x$$ 為波所在位置距離原點的位移,$$t$$ 為經過的時間,$$y_0$$ 為振盪運動的振幅,$$c$$ 為波速,$$\omega$$ 則為角頻率。因此 $$\frac{x}{c}$$ 為波傳播到 $$x$$ 的時間,波的頻率可由關係式 $$f=\frac{\omega}{2\pi}$$ 求得。

聲波的振幅為未受干擾的空氣與波造成的最大壓力之間的差。聲音傳播的速率與介質的種類溫度和介質壓力有關。

海更士-菲涅耳原理

海更士-菲涅耳原理(Huygens–Fresnel Principle)
國立彰化師範大學物理系 侯院武/國立彰化師範大學物理系 洪連輝教授責任編輯

海更士-菲涅耳原理是以荷蘭物理學家 Christiaan Huygens 和法國物理學家 Augustin-Jean Fresnel 而命名,這原理是一種分析有關波傳播問題的方法(在遠場極限和在近場繞射)。它認為波前上的各點事實上是新的干擾中心和新的波列來源;整體來說,波前也被認為是由媒介中質點所產生的所有已經傳播出去次要波總和所引起。這種波傳播的看法更能幫助瞭解各種波的現象,例如:繞射。

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