波
外觀
波是一種在各種環境中發現的物理現象,是介質中的擾動。你無疑瞭解海浪,並且可能玩過拉伸的彈簧玩具,產生沿著彈簧快速移動的起伏。其他波的例子包括聲音、固體中的振動以及光(光子具有同時兼具波和粒子特性的特殊性)。
儘管這些不同型別的波存在巨大的差異,但它們都包含由恢復力引起的圍繞平衡位置的波動,並且可以用相同型別的數學方程來描述。理解這些方程是一個強大的工具,因為它將使你理解各種看似無關現象的基礎。本節的目的是描述波的運動學,即提供描述所有波的形式和運動的工具,而不管其潛在的物理機制如何。
在本章中,我們首先學習波的基本特性,並介紹最常見的波型別,稱為正弦波。事實上,幾乎任何型別的波都可以使用傅立葉提出的技術表示為正弦函式的組合。介紹了現實世界中看到的波的例子。然後,我們學習疊加原理,它允許我們透過疊加正弦波來構建複雜的波形。利用這些思想,我們討論了拍和干涉測量相關的概念。最後,介紹了波包和群速度的概念。