波,是指某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动。
波动是物质运动的重要形式,广泛存在于自然界。空间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……实际上任何一个宏观的或微观的物理量受到扰动在空间传递时都可形成波,如水波、声波等。在波的世界里,有很多种分类。按性质可分为机械波和电磁波;按振动方向与传播方向的关系可分为横波、纵波和球面波等。
不同类型的波,其“性格”各异,但都有共同的“五官”,如振幅、波长、频率、周期、波速等。我们不妨通过最为常见的水波来认识波的“长相”。
在一盆水里放上一个乒乓球,当水面波动时,乒乓球也随着上下波动,所以球的高低也就是水面的高低。还可以看到,乒乓球只是上下波动,而左右的位置却一点也没有动。如果规定乒乓球静止时的高度为零,高于静止时的距离为正,低于静止时的距离为负,以时间为横轴,乒乓球的距离为纵轴,就可以绘出一张水波的“长相”,即水面波动时乒乓球的高低随时间变化的“波形图”。这种波动或振动是最简单的简谐振动,其产生的波形图一般可用正弦波或余弦波函数来表示。
水波与电磁波一样都是波(www.xing528.com)
波的特征属性
从波形图上可以看出几个比较典型的特征属性:波形最高点的高度叫振幅,是用作比较各种波“身高”的标准;波动一个回合所需的时间叫周期,每秒波动的次数叫频率,它们是衡量波动快慢的标准;相邻两个波之间的距离叫波长,表示波动的跨度;波动能量传播的速度叫波速,用于衡量波动“走”的快慢程度。
不同波都具备振幅、波长、频率、周期、波速等“五官”,无线电波也不例外,也可以从这些方面来进行描述,但不同波的“五官”特征可能会千差万别,“无线电波”到底是一种什么样的波,究竟有何来历?且让我们逐步掀开这层神秘的面纱。
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