Jump to content

Плоская волна

(Перенаправлен из Planewave )

В физике плоская волна является особым случаем волны или поля : физическое количество, чье значение, в любой момент, постоянна через любую плоскость, которая перпендикулярна фиксированному направлению в пространстве. [ 1 ]

Для любой позиции в космосе и в любое время , значение такого поля может быть написано как где является единичным вектором , и это функция, которая дает значение поля как зависит только от двух реальных параметров: время и скалярное смещение из точки вдоль направления Полем Смещение постоянно по сравнению с каждой плоскостью перпендикулярно .

Значения поля могут быть скаляры, векторы или любое другое физическое или математическое количество. Они могут быть сложными числами , как в сложной экспоненциальной плоской волне .

Когда значения векторы, волна, как говорят, является продольной волной , если векторы всегда коллинеарны с вектором и поперечная волна , если они всегда ортогональны (перпендикулярно).

Специальные типы

[ редактировать ]

Путешествие плоскости волны

[ редактировать ]
Волновые фронты плоской волны, движущейся в 3 пространстве

Часто термин «плоская волна» конкретно относится к волне перемещений , эволюция которого во времени можно описать как простой перевод поля при постоянной скорости волны вдоль направления перпендикулярно волновым фронтам. Такое поле может быть написано как где теперь является функцией одного реального параметра , это описывает «профиль» волны, а именно значение поля в момент времени , для каждого смещения Полем В этом случае, называется направлением распространения . Для каждого смещения , движущаяся плоскость перпендикулярна на расстоянии Из происхождения называется « волновой фронт ». Этот плоскость путешествует вдоль направления распространения со скоростью ; и значение поля тогда одинаковое и постоянное во времени, в каждой из его точек. [ 2 ]

Синусоидальная плоская волна

[ редактировать ]

Термин также используется, даже более конкретно, для означания «монохроматической» или синусоидальной плоскости : волна перемещения плоскости, профиль которой профиль это синусоидальная функция. То есть, Параметр , который может быть скалярным или вектором, называется амплитудой волны; Скалярное коэффициент является его «пространственной частотой»; и скаляр является его « фазовым сдвигом ».

Настоящая плоская волна не может существовать физически, потому что она должна была заполнить все пространство. Тем не менее, модель плоской волны важна и широко используется в физике. Волны, излучаемые любым источником с конечной степенью в большую гомогенную область пространства, могут быть хорошо аппроксимированы плоские волны при просмотре по любой части этой области, которая достаточно мала по сравнению с его расстоянием от источника. Это относится, например, легких волн от далекой звезды, которая прибывает на телескоп.

Плоскость стоящая волна

[ редактировать ]

Постоянная волна - это поле, значение которого может быть выражено как произведение двух функций, одна в зависимости только от положения, другая только вовремя. может стоящая плоскость В частности, быть выражена как где функция одного скалярного параметра (смещение ) со скалярными или векторными значениями и это скалярная функция времени.

Это представление не является уникальным, поскольку те же значения поля получаются, если и масштабируются взаимными факторами. Если ограничен интервалом времени (что обычно имеет место в физическом контексте), и может быть масштабирован так, чтобы максимальное значение это 1. Тогда будет максимальная величина поля, наблюдаемая в точке .

Характеристики

[ редактировать ]

Плоская волна может быть изучена, игнорируя направления, перпендикулярные вектору направления ; то есть, учитывая функцию как волна в одномерной среде.

Любой локальный оператор , линейный или нет, применяется к плоской волне, дает плоскую волну. Любая линейная комбинация плоских волн с тем же нормальным вектором также плоская волна.

Для скалярной плоскости волны в двух или трех измерениях градиент поля всегда коллинеарно с направлением ; конкретно, , где частичная производная Что касается первого аргумента.

Дивергенция вектора векторной плоской волны зависит только от проекции в направлении Полем Конкретно, В частности, поперечная плоская волна удовлетворяет для всех и .

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Брекховских, Л. (1980). Волны в слоистых средах (2 изд.). Нью -Йорк: Академическая пресса . С. 1–3. ISBN  9780323161626 .
  2. ^ Джексон, Джон Дэвид (1998). Классическая электродинамика (3 изд.). Нью -Йорк: Уайли . п. 296. ISBN  9780471309321 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f3137e39e1170399ee7ddf1ca1f6d4f2__1719554160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f3/f2/f3137e39e1170399ee7ddf1ca1f6d4f2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Plane wave - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)