波的形成

> 横波的形成
　　以绳波为例，把一根绳子抽象为许多离散的小质元并编号，假设任意两个相邻小质元由微小的弹簧连接在一起
　　总是由上游的小质元带动下游的小质元运动
       

 　　如果从左向右看 每个小质元的运动，会发现 它们的相位是不同的。从0号小质元开始，每一个质元的相位都会依次落后
　　注意，到12号小质元的时候，恰好其相位落后0号质元2Π，因此此二质元的振动是同相的
　　在波的传播过程中，相邻的两个同相质元之间的距离就叫做一个波长
　　在振动过程中我们发现，0号小质元经过一个周期的运动，波恰好传出了一个波长的距离

       　　 > 横波是如何传播的？

　　　　　　> 绳上的横波
　　　　　　　　张力对于细线上的横波来讲是 crucial 的。如果这根绳子没有了张力，那也就无法传播横波了

　　　　　　> 固体中的横波

　　　　　　　　小体元发生剪切形变

　　　　　　　　对于固体中的横波来讲，剪切形变是非常重要的。正是因为有了剪切形变，当横波传播的时候，各个小体元可以相继发生剪切形变，在垂直于波传播方向上上下振动

　　　　　　　　因此对于一种材料，如果它不可能发生剪切形变，则在这种材料中就不会有横波了

　　　　　　　　For instance，气体和液体都不可能发生剪切形变，因此气体和液体中是没有横波的，气体液体只能传播纵波

 

// 关键词：张力、剪切形变

> 纵波的形成

　　依然把介质抽象为许多离散的小质元，即沿用研究横波的模型

　　

 

　　0号小质元振动一个周期，波传播的距离恰好是一个波长

 　　

 

 　　我们看到，最密集和最稀疏的状态出现在位于平衡位置的小质元处，why?

　　如果质元是处于平衡位置的，那它左右两侧对称的这两个小质元的位移是反对称的

 

> 总结

　　> 横波中质元发生切边，外形有峰谷之分

　　> 纵波中质元发生长度（或体积）的改变，媒质密度改变，各处疏密不同

　　> 无论横波、纵波，在波的传播过程中，质元均在各自的平衡位置附近振动，质元本身并不迁移

　　　　那么，波所传播的究竟是什么呢？

　　　　随波动传播的是 振动状态、能量

 

> 补充知识

　　横波和纵波是两种最基本的波动形式

　　而实际上波的形式是多种多样的

　　比如水波既不是横波也不是纵波，而是一种表面波（在物理学中，表面波是沿不同介质之间的界面传播的机械波）

　　水中的各个小微团做的是圆周运动或椭圆运动

　　而海洋波从深海到海面由纵波变成了表面波

　　波的分类

　　　　> 按波面形状：球面波、平面波、柱面波

　　　　> 按复杂程度：简谐波、复波

　　　　> 按持续时间：连续波、脉冲波

　　　　> 按波形是否传播：行波、驻波

　　　　......