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    波的简介-纵波与横波-形状-波与电波-频率-波长和振幅

    发布时间:2020-11-12 14:43:20 作者:冬青好 

      波是任何在空间或物质里传播的扰动,

    20201112142421.png

      例如水波、声音和光
      "扰动" 或 "变动" 可以是压力、电力或其他物理量的改变,并且必然有能量传递。

      纵与横
      先来玩玩动画:

      注意波在移动,但粒子只是上下(纵向)或左右(横向)跳动而并不移动到其他位置。

      纵波:扰动的方向和波的传播方向是相同的。
      例子:波从左传向右,扰动也左右跳动。

    20201112142651.png

    这个弹簧有个纵波

    20201112142729.png

      声波也是纵波,空气在压缩与 "稀薄" 状态之间变动:

    20201112142818.png

      空气分子来回振动,但平均位置并不移动。

      横波:扰动的方向和与波的传播方向成直角。
      例子:水波左右传播,扰动上下移动,

    20201112142944.png

    水波是横波。

      你知不知道在湖上和海中的水波大部分是由风吹而形成的?

      传递能量,不传递物质
      波传递能量,不传递物质。物质可能上下(横波)或前后(纵波)振动,但一般不会传播到其他位置。

      形状

    20201112143043.png

    我们通常用简单的 "正弦波" 来作为波的图示

    20201112143115.png

    但实际上波可以是很复杂的!

      波可以合拼(加起来)。这个现象叫叠加:

    20201112143155.png

    在这里,两个正弦波合拼为一个波。去 函数绘图器试试绘画 "sin(x)+sin(2*x)"。

      机械波与电波
      机械波只在物质中传播。
      机械波不能在真空传播。

      例子:声波
      空气分子互相碰撞,碰撞后一个分子向后跳而另一个分子向前跳,每个分子的平均位置并不改变,但能量则随着波传播。

    20201112143317.png

      电波可以在真空中传播。
      无线电波和微波、光 和 X射线都是电波。

      波长和振幅
      波长是两个最高点(或两个对称点)之间的距离:

    20201112143409.png

      振幅是中线到最高点(或最低点)的高度。我们也可以把最低点到最高点的高度除以 2。

      频率
      频率是每时间单位(通常是每秒)里事件发生的次数,如果频率的单位是每秒,单位就是 "赫兹"(Hz)。

      例子:50赫兹的意思是每秒 50次

    20201112143509.png

      在这个动画里玩耍振幅、波长和频率:

      波速、波长与频率是互相有关联的:

    20201112143612.png

      例子:波长为 20米,频率为 3赫兹,波速是多少?

      波速 = 波长 × 频率

      波速 = 20米 × 3每秒

      波速 = 60米每秒

     

     

    更新:20210423 104218     


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