波的傳播
波速
更多資料:相速度、群速度和信號(hào)速度
二維建模的地震波傳播,利用時(shí)域有限差分(FDTD)法檢測(cè)地雷
波速是一個(gè)總體概念,分為若干類(lèi)型,如波的相位速度以及能量和信息的傳播速率。相速度由以下公式給出:
其中:
vp是相速度(米每秒,m/s);
ω是角頻率(弧度每秒,rad/s);
k是波數(shù)(弧度每米,rad/m)
在某一相速率下,相位固定的一個(gè)點(diǎn)將以離散頻率行進(jìn)。角頻率ω不能獨(dú)立于波數(shù)k來(lái)確定,而是二者通過(guò)色散關(guān)系相互聯(lián)系:
在Ω(k) = ck這一特殊情況下,且c是常數(shù),這樣的波被稱(chēng)為非色散波,因?yàn)樗械念l率以相同的相速率c行進(jìn)。真空中實(shí)際的電磁波都是非色散波。在色散關(guān)系滿(mǎn)足其他形式的情況下,波也是色散波。色散關(guān)系取決于波傳播通過(guò)的介質(zhì)和波的類(lèi)型(例如電磁波、聲波或海洋表面波)。對(duì)于聲波來(lái)說(shuō),介質(zhì)的密度越大,波行進(jìn)的速度就越快,因?yàn)榱W拥木嚯x更近,這樣能量的傳輸率就更高。
能使小范圍頻率合成的波包行進(jìn)的速度稱(chēng)為群速度,由色散關(guān)系的梯度決定:
在幾乎大多數(shù)情況下,波主要是能量通過(guò)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng),而群速度更常用于描述能量移動(dòng)穿過(guò)介質(zhì)的速度。
參見(jiàn)
吸收 (光學(xué))
天線理論
衍射
惠更斯-菲涅耳原理
光子
極化
反射
折射
散射
參考文獻(xiàn)
A.E.H. Love. A Treatise on The Mathematical Theory of Elasticity. New York: Dover Publications.
D. Singh, S.K. Tomar. Wave propagation in micropolar mixture of porous media. International Journal of Engineering Science. 2006, 44 (18-19): 1304–1323. doi:10.1016/j.ijengsci.2006.07.006.
E.W. Weisstein.Wave velocity. ScienceWorld. [2009-05-30].
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