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波动的物理描述需要以下哪些概念

发布时间:2022-09-26 10:16:02

1. 描述波动的物理量是什么

答案:描述波动的物理量是波长λ、.频率f和波速v.
描述波动的物理量
波长λ、.频率f和波速v.
三者的关系 V=λf

2. 物理意义上的波动是什么

波动是一种常见的物质运动形式。例如绳上的波、空气中的声波、水面波等,这些波都是机械振动在弹性介质中的传播,称为机械波。此外,无线电波、光波也是一种波动,这种波是变化的电场和变化的磁场在空间的传播,称为电磁波。

17世纪 ,R.胡克和C.惠更斯创立了光的波动说。惠更斯曾利用波前概念正确解释了光的反射定律、折射定律和晶体中的双折射现象。这一时期,人们还发现了一些与光的波动性有关的光学现象,例如F.M.格里马尔迪首先发现光遇障碍物时将偏离直线传播,他把此现象起名为“衍射”。胡克和R.玻意耳分别观察到现称之为牛顿环的干涉现象。这些发现成为波动光学发展史的起点。17世纪以后的一百多年间,光的微粒说(见光的二象性)一直占统治地位,波动说则不为多数人所接受,直到进入19世纪后,光的波动理论才得到迅速发展。

1800年,T.杨提出了反对微粒说的几条论据,首次提出干涉这一术语,并分析了水波和声波叠加后产生的干涉现象。杨于1801年最先用双缝演示了光的干涉现象(见杨氏实验),第一次提出波长概念,并成功地测量了光波波长。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现的颜色。1809年E.L.马吕斯发现了反射时的偏振现象(见布儒斯特定律),随后A.-J.菲涅耳和D.F.J.阿拉戈利用杨氏实验装置完成了线偏振光的叠加实验,杨和菲涅耳借助于光为横波的假设成功地解释了这个实验。1815年,菲涅耳建立了惠更斯-菲涅耳原理,他用此原理计算了各种类型的孔和直边的衍射图样,令人信服地解释了衍射现象。1818年关于阿拉戈斑(见菲涅耳衍射)的争论更加强了菲涅耳衍射理论的地位。至此,用光的波动理论解释光的干涉、衍射和偏振等现象时均获得了巨大成功,从而牢固地确立了波动理论的地位。

19世纪60年代,J.C.麦克斯韦建立了统一电磁场理论,预言了电磁波的存在并给出了电磁波的波速公式。随后H.R.赫兹用实验方法产生了电磁波。光与电磁现象的一致性使人们确信光是电磁波的一种,光的古典波动理论与电磁理论融成了一体,产生了光的电磁理论。把电磁理论应用于晶体,对光在晶体中的传播规律给出了严格而圆满的解释。19世纪末,H.A.洛伦兹创立了电子论,他把物质的宏观性质归结为构成物质的电子的集体行为,电磁波的作用使带电粒子产生受迫振动并产生次级电磁波,根据这一模型解释了光的吸收、色散和散射等分子光学现象。这种经典的电磁理论并非十全十美,因在关于光与物质相互作用的问题上涉及微观粒子的行为,必须用量子理论才能得到彻底的解决。

波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。在应用领域,以干涉原理为基础的干涉计量术为人们提供了精密测量和检验的手段(见干涉仪),其精度提高到前所未有的程度;衍射理论指出了提高光学仪器分辨本领的途径(见夫琅和费衍射);衍射光栅已成为分离光谱线以进行光谱分析的重要色散元件;各种偏振器件和仪器用来对岩矿晶体进行检验和测量,等等。所有这些构成了应用光学的主要内容。

20世纪50年代开始,特别在激光器问世后,波动光学又派生出傅里叶光学、纤维光学和非线性光学等新分支,大大地扩展了波动光学的研究和应用范围

3. 波动的振幅可以用什么来描述

波动的振幅可以用分贝来描述。

波动是一种常见的物理现象,我们将某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动形式称为波动。

各种形式的波的共同特征是具有周期性,受扰动物理量变化时具有时间周期性,即同一点的物理量在经过一个周期后完全恢复为原来的值;在空间传递时又具有空间周期性,即沿波的传播方向经过某一空间距离后会出现同一振动状态(例如质点的位移和速度)。



振幅的意义:

在机械振动中,振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值,振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量,单位用米或厘米表示。振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。

在交流电路中,电流振幅或电压振幅是指电流或电压变化的最大值,也叫电压或电流的峰值。

在声振动中,振幅是声压与静止压强之差的最大值。声波的振幅以分贝为单位。声波振幅的大小能够决定音强。

简谐振动的振幅是不变的,它是由谐振动的初始条件(初位移和初速度)决定的常数。谐振动的能量与振幅平方成正比。因此,振幅的平方可作为谐振动强度的标志。强迫振动的稳定阶段振幅也是一个常数,阻尼振动的振幅是逐渐减小的。

4. 思考:何为简谐运动波动的本质是什么波动方程的形式 及各个项的物理涵义是什

1、何为简谐运动?

物体在跟位移大小成正比,且总是指向平衡位置的力作用下的振动(例如弹簧振子的运动)。

5. 波动方程的物理意义是什么,它包含了什么信息

波动方程的物理意义是什么,它包含了什么信息
用波动方程来描述杆的振动,包含的信息有:杆的初始位置,杆振动的振幅,频率等等.

波动方程在经典物理和量子物理里面的意义不一样的,给出波动方程更好分析

6. 波动方程,波函数,波动表达式分别代表什么,是一个概念吗

波动方程或称波方程是一种重要的偏微分方程,主要描述自然界中的各种的波动现象,包括横波和纵波,例如声波、光波、无线电波和水波。波动方程抽象自声学、物理光学、电磁学、电动力学、流体力学等领域。波动方程是双曲形偏微分方程的最典型代表。

基本波动方程是一个线性微分方程,也就是说同时受到两列波作用的点的振幅就是两列波振幅的相加。这意味着可以通过把一列波分解成它的许求解中很有效。

所以波动方程,波函数,波动表达式不是一个概念。

7. 物理学 波动的本质

“波”是一个名词性质的定义,一个过程如果具有某些性质,我们想要描述它很麻烦,就概括地说“它具有波动性”。
(以下为引用)一个过程如果在空间和时间中无限展开,能用波长和频率的概念来描述,满足叠加原理,有干涉和衍射现象,就说它是一个“波”,具有“波动性”。

我个人觉得这段话讲得很不错,出自下面这本书,同一页上还有关于“粒子性”的描述,你可以对比看一下。

说“实物粒子也具有波动性”,但实物粒子是“德布罗意波”,是一种“概率波”,和光波差异很大,但恰巧也满足以上各性质。

说“光具有粒子性”,也是这个原因,但是要提一下的是光子不满足一般“粒子性”模型中的“轨道概念”,但我们还是说它具有粒子性,实际上是狭义的“粒子性”

下面以我自己现有的知识试图回答一下你的补充问题:实物有了“波动性”这是个比较里程碑的事情,量子力学的基本假设之一是“可以用波函数全面描述围观粒子的运动状态”,由量子力学的结论,比如“量子遂穿”等等,“穿墙而过”“时空穿梭”在理论上都是有可能的……

8. 谁能告诉我物理波的概念

波或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理现象。扰动的形式是任意的。波的传播速度总是有限的。除了电磁波和引力波能够在真空中传播外,大部分波如机械波只能在介质中传播。

波动是物质运动的重要形式,广泛存在于自然界。被传递的物理量扰动或振动有多种形式,机械振动的传递构成机械波,电磁场振动的传递构成电磁波(包括光波),温度变化的传递构成温度波(见液态氦),晶体点阵振动的传递构成点阵波(见点阵动力学),自旋磁矩的扰动在铁磁体内传播时形成自旋波(见固体物理学),实际上任何一个宏观的或微观的物理量所受扰动在空间传递时都可形成波。最常见的机械波是构成介质的质点的机械运动(引起位移、密度、压强等物理量的变化)在空间的传播过程,例如弦线中的波、水面波、空气或固体中的声波等。产生这些波的前提是介质的相邻质点间存在弹性力或准弹性力的相互作用,正是借助于这种相互作用力才使某一点的振动传递给邻近质点,故这些波亦称弹性波。振动物理量可以是标量,相应的波称为标量波(如空气中的声波),也可以是矢量,相应的波称为矢量波(如电磁波)。振动方向与波的传播方向一致的称纵波,相垂直的称为横波。

9. 描述波动的物理量有哪些

‘波动’原是一大类物理现象的专有名词,如水波、弹性介质波、电磁波、引力波、以及具有波粒二象性的物质波、等等都是物理学上的波动。‘波动’又是一些社会现象和心理或生理现象的借用名词,如‘物价波动’、‘股市波动’、‘情绪波动’、‘血压波动’等等。首先指出,本文所讨论的只是物理学上的波动。

在维基网络全书中,对物理学上与物质及能量相联系的波动大致是这样定义的:“波或波动是物理量扰动随着时间的进展在空间中传播(也可说成是在时空中的传播)的一种物理现象”。这个定义是目前物理学的主流看法,多数物理学者赞同这个定义或类似的定义。本文也赞同并且只讨论这样的定义。在网上对物理学上的波动,有人提出过另外的定义,本博只采用物理学的主流看法,不打算对另外的波动定义进行讨论。在维基网络全书中把信息的传播也看成是一种波动,但信息是否是一种表征场的物理量?尚待深入研究,为慎重起见故本文不把信息的传播视为物理学上的一种波动。

下面我们以引力波为例,基于广义相对论来说明上述波动的定义。按照广义相对论的引力场方程,当时空中物质的能动张量发生变动时,时空中的度规张量,因之联络系数、曲率张量(这些都是描述引力场几何特性的物理场量)也随之发生变动而出现扰动。度规张量的扰动、联络系数的扰动、曲率张量的扰动都是物理量扰动,它们在时空中的传播总称为引力波。也可分别把度规张量的扰动、联络系数的扰动、曲率张量的扰动的传播各别称为度规波、联络波、曲率波;并且常把曲率波形象地说成是‘时空涟漪’。

必须强调指出,所谓“物理量扰动随着时间的进展在空间中传播”实质上是相位的传播,即处于上一位置在前一时刻的相位于后一时刻传播到下一位置(例如于上一位置在前一时刻的波峰于后一时刻传播到下一位置,两者相位相同)。对相位概念不熟悉的读者可复习大学普通物理

10. 谁能告诉我物理波的概念

波的衍射 说明
概念 衍射是波离开直线传播的路径绕到障碍物后面去的现象 衍射现象是波特有的现象,一切波都会发生衍射现象,只有“明显”与“不明显”的差异
产生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸比波长小或能与波长相比较
实例 隔墙有耳

波的干涉 说明
概念 频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且振动加强区域和减弱区域相互间隔的现象 干涉是波特有的现象。任何两列波都有叠加现象但满足一定条件才有稳定的叠加现象,而稳定的叠加现象才称为干涉
产生稳定干涉的条件 (1) 两列波的频率相同
振动情况相同
产生原因 波的叠加
规律 两列波在传播过程中的某些区域,若波峰与波峰相遇,或波谷与波谷相遇,则振动加强,振幅增大;若波峰与波谷相遇,则振动减弱,振幅减小。用公式表示:
设r1,r2分别表示研究的某点P到两波源的距离,则有:
k=0,1,2……
可见振动加强区域、减弱区位置是确定的,即振动加强点始终加强,减弱点始终减弱。

学习波的干涉容易出现的误区
波的干涉是波特有的现象,也是今后学习光的干涉的基础,但教材中这部分内容抽象、复杂。容易出现以下误区。
误区一:不同频率的两列波也能产生干涉现象
波的干涉现象可以用波的叠加原理解释,很多同学混淆了波的叠加与波的干涉,认为只要两列波相遇,在重叠区域里都能相互叠加,介质质点的总位移都是等于两列波分别引起的位移矢量合,也就会出现干涉现象;甚至有同学认为“干涉”就是“干扰”,只要两列波相遇,都能相互干扰,因此不需要频率相同的条件。
实际上波的干涉是波的叠加中的特例,是指能形成稳定的干涉图样——某些质点的振动始终加强(振幅最大),某些质点的振动始终减弱(振幅最小),且加强点与减弱点是互相间隔的,而任何不同频率的两列波相遇都可以叠加,这只不过是一般的叠加现象,虽有振动加强点和振动减弱点。但这些点不是固定的,而是随时变化的,因此看不到稳定的干涉图样,也就不是波的干涉,所以,只有相同频率的波在相遇区域内叠加才能发生干涉现象。
误区二:振动加强的质点和振动减弱的质点交替出现
两列频率相同的波相遇,在重叠区域里出现波峰相遇的点,波谷与波谷相遇的点,这些点振动会加强;波峰与波谷相遇的点振动会减弱,而这种加强和减弱区域相互间隔,有许多同学不能认真阅读课本,草率认为:振动加强区域和振动减弱区域会交替出现。即一会儿振动加强,过一会儿振动减弱,甚至有同学认为位于波峰的是振动加强的质点,位于波谷的是振动减弱的质点,这种理解实际上是缺乏空间想象力,误认为某一点振动的波峰、波谷的交替出现,就是质点振动加强和减弱的交替出现。

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