物理中的波到底是一种什么东西,有形还是无形的,是能量吗?越详细越好

作者&投稿:符农 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
物理中的波到底是什么??如何定义的?是能量?还是能量的表现形式?还是能量的传递形式?有什么和波的性~


传统的机械波传播是需要媒介。
电磁波是在“场”中传播,真空中也可以有电磁场。
关于电磁波的性质随着学习的深入,慢慢就会了解。

波,无形的,不是能量,但能传递能量
物理上定义:
wave
某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动。不同形式的波虽然在产生机制、传播方式和与物质的相互作用等方面存在很大差别,但在传播时却表现出多方面的共性,可用相同的数学方法描述和处理。
波的产生及其类别 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。电磁场的振动在空间传递时依靠的是电磁场本身的规律,毋需任何介质的存在,故电磁波(包括光波)可在真空中传播。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,相垂直的称横波。
波的共同特性 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)。因此,受扰动物理量u既是时间t,又是空间位置r的周期函数,函数u(t,r)称为波函数或波动表示式,是定量描述波动过程的数学表达式。广义地说,凡是描述运动状态的函数具有时间周期性和空间周期性特征的都可称为波,如引力波,微观粒子的概率波(见波粒二象性)等。
各种波的共同特性还有:①在不同介质的界面上能产生反射和折射,对各向同性介质的界面,遵守反射定律和折射定律(见反射定律、折射定律);②通常的线性波叠加时遵守波的叠加原理(见光的独立传播原理);③两束或两束以上的波在一定条件下叠加时能产生干涉现象(见光的干涉);④波在传播路径上遇到障碍物时能产生衍射现象(见光的衍射);⑤横波能产生偏振现象(见光的偏振)。
简谐波 简谐振动在空间传递时形成的波动称为简谐波,其波函数为正弦或余弦函数形式。各点的振动具有相同的频率v,称为波的频率,频率的倒数为周期,即T=1/v。在波的传播方向上振动状态完全相同的相邻两个点间的距离称为波长,用λ表示,波长的倒数称波数。单位时间内扰动所传播的距离u称为波速 。波速、频率和波长三者间的关系为u=vλ。波速与波的种类和传播介质的性质有关。波的振幅和相位一般是空间位置r 的函数 。空间等相位各点连结成的曲面称波面,波所到达的前沿各点连结成的曲面必定是等相面,称波前或波阵面。常根据波面的形状把波动分为平面波、球面波和柱面波等,它们的波面依次为平面、球面和圆柱面。实际的波所传递的振动不一定是简谐振动,而是较复杂的周期运动,称为非简谐波。任何非简谐波都可看成是由许多频率各异的简谐波叠加而成。
波与能量 波的传播总伴随着能量的传输,机械波传输机械能,电磁波传输电磁能。单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量称为波的能流密度,常用来描述波的强度,能流密度与振幅的平方成正比。一般情况下必须区分波的相位传播方向和能量传播方向。相同相位(即波面)的传播方向与波面垂直,称为波的法线方向,相位(或波面)的传播速度称为相速度或法线速度。对各向同性介质,波的法线方向与能量传递方向合二为一,相速度和能量传播速度也相同。对各向异性介质,波的法线方向与能量传播方向一般不重合,相速度与能量传播速度也不相等。
在波动过程中,媒质的各个质点只是在平衡位置附近振动,并不沿着振动传播的方向迁移。因此,波是振动状态的传播,不是物质本身的传播。
物理上分类:
按性质分:两种---------机械波、电磁波。机械波是由扰动的传播所导致的在物质中动量和能量的传输。一般的物体都是由大量相互作用着的质点所组成的,当物体的某一部分发生振动时,其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来,物质本身没有相应的大块的移动。例如,沿着弦或弹簧传播的波、声波、水波。我们称传播波的物质叫介质,它们是可形变的或弹性的和连绵延展的。对于电磁波或引力波,介质并不是必要的,传播的扰动不是介质的移动而是场。
按振动方向与传播方向的关系来分:三种--------横波、纵波、球面波。质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波叫横波,质点振动的方向跟波的传播方向平行的波叫纵波。
按波的形状来分:不定,波的形状象什么,就叫什么波。如方波(有的也叫矩形波)、锯齿波、脉冲波、正弦波、余弦波等。
按波长来分:长波、中波、中短波及微波。
按强度来分:常波(普通波)、冲击波。
(其中在声波中还有超声波和次声波)等等,没有统一的要求,一般在什么条件下用什么分类方法。

水波是什么波
答:不说不知道,其实在高中物理《机械波》的讲解中,我们把水波作为一种典型的机械波给学生举例,比如我们用来说明波传播的是振动这种运动形式,介质并没有随波迁移的水波中的小船,在波的衍射与波的干涉中,我们还明确的提到两列水波波峰与波峰相遇,波谷与波谷机遇等等提法,都让我们有这样的结论,水波是...

什么是电磁波,说通俗点,他是怎样传播的?
答:1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,...

德布罗意波是一种什么波
答:量子力学认为微观粒子没有确定的位置,在不测量时,它同时出现在任何位置,即出现在这里也出现在那里,一旦测量,就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。对其它可观测量亦呈现出一种分布,观测时得到其中一个本征值,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。

水波究竟是种什么类型的波动?
答:在物理学的舞台上,水波似乎以一种悖论的方式融合了横波和纵波的特性。让我们深入解析这种神秘的波动现象,它是由重力场和表面张力这两个关键因素共同塑造的。水波世界并非单一的机械运动,而是两种波的巧妙融合,展现出了非凡的复杂性。让我们通过代码示例来一探究竟:TestInterference.m揭示了干涉现象的奥秘...

引力波是什么东西?对人类有什么影响?
答:‍‍在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。通俗一点解释一片宁静湖面,船在...

引力波是什么意思?
答:引力波,在物理学中是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。换句话说,引力波是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波。引力波更为有趣的是,它能够提供一种观测极早期宇宙的方式,而这在传统的天文学中是不可能做到的,因为在宇宙再合并之前,...

光到底是什么粒子还是波?
答:根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。 [编辑本段]“波”和“粒子”统一的数学关系 振动粒子的量子论诠释 物质的粒子性由能量 E 和动量 p 刻划,波的特征则由电磁波频率 ν 和其波长 λ 表达,这两组物理量的比例因子由普朗克常数 h(h=6.626*10^-34J·s) 所联系...

电磁波是什么样的
答:电磁波的发现 1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的...

什么是物质波
答:对其它可观测量亦呈现出一种分布,观测时得到其中一个本征值,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。法国物理学家路易·维克多·德布罗意在爱因斯坦的狭义相对论的基础之上构建了德布罗意波的公式。物质波(德布罗意波)(matter wave)指物质在空间中某点某时刻可能出现的...

电磁波是什么波
答:震荡粒子波:1、震荡粒子波是指一种在空间中传播的粒子波动,其由同相且互相垂直的电场与磁场相互知销凯作用而在空间中衍生发射。其传播速度等于光速,通常在电磁辐射、物理学和光学等领域中使用。2、在电磁辐射中,震荡粒子波通常被称为电磁波,它们可以是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X...