固定的(stationary)和行波(travelling waves)的区别

物理学把波看作是在一个或多个场中引起的扰动。场的值在稳定平衡状态下反复振荡。...

物理学把波看作是在一个或多个场中引起的扰动。场的值在稳定平衡状态下反复振荡。

机械波和电磁波是物理学中研究的常见波。实际上,波是能量的传输,而不需要任何介质的传输。

一般来说,波浪无处不在,要想识别它就要用一种介质来了解它的特性。波被定义为穿过介质从一点到另一点的扰动。

当波形从一端延伸到另一端时,它保持在静止位置。如果粒子在静止位置移动,它将形成一个波,并开始从一个点移动到另一个点。

粒子的特性使它向上或向下移动,有时向前或向后移动。波在任何方向上的运动称为脉冲。

脉冲是从一点移动到另一点的单一扰动。如果波不断地来回移动,就会在介质中产生波纹,称为波。

在物理学中,观察和分析的波有两种。一个是驻波,另一个是行波。

固定的(stationary) vs. 行波(travelling waves)

驻波和行波的区别在于,驻波不传输任何能量,而行波具有从一个位置到另一个位置传输能量的特性。

固定的(stationary)和行波(travelling waves)的区别
Parameter of Comparison Stationary Wave Travelling Wave
波的性质 驻波不传输能量。 行波传递能量。
振幅 驻波以不同的振幅振荡。 行波以相同的振幅传播。
相位差 两个粒子之间的相位差在0到π之间 两个粒子之间的相位差为0到2pi
波浪剖面 波剖面由环组成。 波浪剖面由波峰和波谷组成。
形成 驻波只能在特定的频率和波长下形成。 行波可以在不同的频率和波长下形成。

驻波与行波对比表(表格形式)

什么是驻波(stationary waves)?

驻波是在时间上连续振荡,但峰值振幅在空间上不移动的波。简言之,驻波是垂直运动而非水平运动的波。

一个驻波有两个波长和振幅恒定的波。这两个波的传播方向相反。

当波浪向上和向下移动时,就会形成节点。一个节点是一个位置,波代表一个特定的周期。

波腹是波以最大振幅振荡或振动时的位置。驻波是由一位名叫迈克尔·法拉第的科学家观测到的。

这种现象可以理解为介质在与波相反的方向上运动。由此产生的干扰使波保持静止。

驻波不传输任何能量。上面讨论的常见现象称为共振。

驻波发生的介质称为谐振腔。由于两个波的振幅保持不变,能量的传播为零。

驻波的谐波取决于介质是固定的还是开放的。如果介质的端部是固定的,则一旦到达,波应反转。如果介质是开放的,波会自动向右上翻。一旦媒质两端固定,它就会保持振荡,并在一定频率下产生驻波。

什么是行波(travelling waves)?

行波是一种带有扰动的波,它沿着介质运动。它把能量从一点传输到另一点。

行波以恒定的速度运动。波是由于一个粒子的运动而引起的,该运动会干扰与其相邻的下一个粒子。

静止的粒子从平衡状态移到运动状态,使波运动。观察到波在介质中传播,在介质中可以看到波峰从一个质点移动到另一个质点。

波峰之后自然是一个低谷,周期继续。观察到的不同波形称为正弦波。

正弦波应持续存在,直到介质中引入另一个不同频率的波。这种波从一个位置到另一个位置的运动,传递能量称为行波。

行波是在不局限于givens空间时形成的。因此,行波形成并将在很短的时间内运动。

以一个海浪为例,当另一个海浪遇到另一个海浪时,海浪开始进一步移动。它们都合并并以不同的方向传播,这又被另一个相反方向的波所遭遇。

据了解,行波的实际出现是很难调查的,因为粒子一直在其所受的方向上移动。

驻波和行波的主要区别

  1. 驻波和行波的主要区别是,驻波不携带任何能量,而行波携带能量从一个地方到另一个地方。
  2. 在相同振幅下,行波振荡时,静止波的振幅不同。
  3. 驻波的两个粒子之间的相位差在0和π之间,而在行波的情况下,这个值在0和2磅之间。
  4. 驻波的波面由环组成,行波的波面由波峰和波谷组成。
  5. 驻波可以在特定的波长和频率上形成,而行波可以在任何频率和波长上形成。

结论

研究波是为了利用物理世界中存在的不同类型的波的现象。波浪无处不在。人们每天都会遇到海浪。不管是微波还是水波,无线电波还是光波。这一切都是基于简单波理论。类波现象给出了能量如何通过介质的确切概念。

在这一点上可以理解,波传递的是能量,而不是物质。灯泡输送光能使这个地方明亮。它不运输任何其他物质。研究文具和行波的区别,会产生许多仍然存在于日常生活中的未知现象。

参考文献

  1. https://yakari.polytechnique.fr/Django-pub/documents/matteo2004rp-1pp.pdf
  2. https://arxiv.org/pdf/0901.1026
  3. https://arxiv.org/pdf/patt-sol/9701007

  • 发表于 2021-07-07 15:47
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  • 分类:科学

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