波动

波动传播的障碍,是偏离休息状态或均衡地方常规和有组织的方式。最熟悉的表面波在水,但两者声音和光旅行是波状的障碍,和所有的运动亚原子粒子展品类似于波的特性。的研究波因此形成一个主题所有物理科学和工程的重要性。

最简单的类型的波动振动弹性媒体,如空气,结晶固体或字符串。例如,如果表面金属块了尖锐的打击,表面材料的变形压缩金属表面附近的,这下传输层的扰动。表面放松回到它的初始配置,压缩传播到材料的身体速度取决于材料的刚度。这是一个例子压缩波。稳定的局部扰动的传播通过弹性介质是常见的许多形式的波动。

在大多数系统感兴趣的,两个或两个以上的小振幅扰动可能叠加,无需修改。相反,一个复杂的扰动可能会分析成几个简单的组件。在广播传播,例如,可以将高频信号叠加在一个低频载波,然后过滤掉完整接收。

在最简单的波浪,干扰周期性振荡与一个固定的频率和波长。这些正弦振荡形式的基础几乎所有形式的研究线性波运动。在的声音,例如,一个正弦波产生纯质的音调,和独特的音色不同的乐器演奏同样注意结果掺合料的不同频率的正弦波。在电子产品的自然节奏振荡电流在调谐电路用于产生正弦无线电波。

尽管所有的线性波的数学性质很常见,海浪表现出不同的物理表现。一个重要的类,电磁waves-represents电磁场的振荡。这些包括红外辐射、可见光、广播电视,微波,紫外线,x射线,伽马射线。电磁波是由移动电荷和电流不同,他们可以在真空中传播。因此,与声波不同,他们不干扰任何媒介。另一个电磁和声波之间的区别是,前者是横向,即扰动发生在一个方向垂直于传播的波。声波是纵向:他们沿着路径传播的震动。

一波的传播媒介将取决于介质的属性。例如,一波又一波的不同频率可能旅行速度不同,即产生影响分散。在光的情况下,色散导致的整理颜色和是机制棱镜玻璃能产生光谱。在地球物理学中,分散的传播地震波可以提供信息的宪法地球的内部。

两个重要特征波的现象衍射和干扰。当波扰动指向屏幕上的小孔或其他障碍,它出现在一系列的旅行的方向。因此,光线,通常遵循直线路径,可以弯曲在穿过一个小洞,这个现象被称为衍射。

干涉发生在两波相结合,干扰重叠。如果海浪到达一个点在阶段,增强发生和干扰很大。在海浪的阶段,他们的反对运动取消和扰动很小或不存在的。净效应是一种独特的干涉图样的大型和小型干扰。

是研究非线性波的数学比较容易解决,可以在很多应用中是非常重要的。这些通常显示一个更复杂的结构和行为;例如,在一个浅水波通道可以开发一个humplike称为形成孤子,传播作为一个连贯的整体。非线性波浪等重要系统神经网络和星系的旋臂。