定義
橫波的特點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。 在橫波中,波長(zhǎng)通常指兩個(gè)相鄰波峰或波谷之間的距離。 電磁波是橫波。 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直的機(jī)械波。
橫波的形成和傳播特性
所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同 2. 近點(diǎn)先振動(dòng),遠(yuǎn)點(diǎn)后振動(dòng),近點(diǎn)先于遠(yuǎn)點(diǎn)振動(dòng) 3. 等時(shí)間傳播等距離:s=vt,v=s/ t=λ/T4。 波形向前移動(dòng),波的前端波形保持不變 5. 粒子僅在其平衡位置附近振動(dòng),并不“隨波逐流”。
波長(zhǎng):波中振動(dòng)相位始終相同的兩個(gè)相鄰粒子之間的距離。 對(duì)于橫波,兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。
頻率:波的頻率是波源的振動(dòng)頻率和所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率。
波速:波在均勻介質(zhì)中均勻傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān),與頻率無(wú)關(guān)。 注意,波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度不是同一概念。
原則
在橫波傳播過(guò)程中,無(wú)論波到達(dá)何處,每個(gè)粒子都會(huì)在其平衡位置附近振動(dòng)。 由于波以有限的速度向前傳播,所以后來(lái)開(kāi)始振動(dòng)的粒子滯后于開(kāi)始振動(dòng)的粒子一段時(shí)間,即存在相位差。 橫波的傳播在表面形成一種“起伏”,即形成波峰和波谷。 傳播的只是振動(dòng)狀態(tài)橫波縱波,介質(zhì)粒子不隨波前進(jìn)。 本質(zhì)上,橫波的傳播是由于介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生剪切變形(即介質(zhì)各層之間平行于這些層的相對(duì)運(yùn)動(dòng))并產(chǎn)生剪切彈力使體積元恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)瓉?lái)的形狀。 否則,一個(gè)身體元件的振動(dòng)不會(huì)引起附近身體元件的移動(dòng),離開(kāi)平衡位置的身體元件在彈力的作用下也不會(huì)回到平衡位置。
固體具有剪切彈性,因此橫波可以在固體中傳播。 液體和氣體不具有剪切彈性,因此只能傳播縱波,而不能傳播橫波。
液體表面形成的水波是由于重力和表面張力的作用而形成的。 表面上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向并不垂直于波的傳播方向。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō),水面上的水波不屬于橫波的范疇,因?yàn)樗ê偷卣鸩ǘ际羌劝M波又包括縱波的復(fù)雜類(lèi)型的機(jī)械波。
機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),而電磁波的傳播則不需要介質(zhì)。
描述波的物理量:波長(zhǎng) λ、波速 v、頻率 f
遵循規(guī)則:v=λf
橫波圖像
橫波圖像的特點(diǎn):橫波的圖像與構(gòu)成橫波的粒子的分布形狀相似,因此波的圖像也稱(chēng)為波形圖或波形曲線。
波動(dòng)圖像的物理意義:它表示介質(zhì)中每個(gè)粒子在某一時(shí)刻相對(duì)于其平衡位置的位移。
波傳播方向的雙向性:如果不指定波傳播方向,則圖像中的波可能沿x軸正方向或負(fù)方向傳播。
周期性:每次經(jīng)過(guò)一個(gè)(整數(shù))周期都會(huì)出現(xiàn)完全相同的波形
從某種意義上來(lái)說(shuō),波動(dòng)像可以看作是“位移在空間上的展開(kāi)”橫波縱波,即波動(dòng)像具有空間周期性; 同時(shí),每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期波,它就向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)。 雖然波的形狀在不同的時(shí)間不同,但每隔一個(gè)周期就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的形狀,因此波在時(shí)間上也是周期性的。