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事实揭露 揭密真相
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或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理现象,扰动的形式任意,传递路径上的其他介质也作同一形式振动,但不会传递介质。波的传播速度总是有限的。除了电磁波、引力波(又称“重力波”)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[1]。波速与介质的弹性与惯性有关,但与波源的性质无关。

影响波速的因素

1.传播的介质种类

固体中的波速最高,液体次之,气体最小(例如声音)。温度越高,空气分子运动的速率越快,传递波的速度亦愈快。在同一介质中,波的速率与频率无关。

2.温度的高低

温度越高,空气分子运动的速率越快,所以传递波的速度亦越快。在一大气压下,0℃时空气中的声速为331米/秒,温度每升降1℃,声速约增减0.6米/秒。

类型

波根据振动源的次数可以分为

  • 脉波:脉波的波源只对介质作一短暂的扰动。波通过介质时,介质中的质点在短暂振动后,随即静止于原位置。
  • 周期波:周期波的波源对介质作连续有规律的振动。

波在均匀、无向性的介质中传递时,依介质的振动方向分可以分为

  • 纵波:又称疏密波,纵波的特点是介质的振动方向与传播方向相同,比如空气中的声波、地震波中的P波。
  • 横波:又称高低波,横波的特点是介质的振动方向与传播方向垂直。如:电磁波、地震波中的S波。

如果在非均质介质中传递时,介质振动的行为就不是只有横向与纵向两种,亦存在像表面波、海浪这种类型的振动。譬如:雷利波其振动方式为椭圆形。

依波动传递需要介质来划分,波可以分为

  • 力学波(机械波):如声波[2]、水波等
  • 非力学波(非机械波):如电磁波、重力波、光波
  • 物质波则是在近代物理中叙述物质具有粒子与波动的二元性(波粒二象性),近一步的探讨则认为物质波是物质在空间中分布的几率,如电子的轨域。

视频

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参考文献