Монохроматична плоска хвиля

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Одновимірна плоска хвиля
Одновимірна плоска хвиля

Монохроматична плоска хвиля описується рівнянням

u = u_0\cos(\mathbf{k}\mathbf{r} - \omega t - \varphi)

де u - залежна від просторових координат \mathbf{r} і часу t змінна, u0 - амплітуда хвилі, \mathbf(k) - хвильовий вектор, ω - циклічна частота, \varphi - фаза.

Хвильовий вектор визчає напрям розповсюдження хвилі у просторі. Його абсолютна величина зв'язана з довжиною хвилі λ співвідношенням

k = \frac{2\pi}{\lambda}

Кожна точка простору здійснює гармонічні коливання з циклічною частотою ω.

Хвиля називається монохроматичною тому, що коливання відбуваються з строго визначеною частотою. У випадку світла ця частота визначала б колір. Назва "плоска" пов'язана із формою фронту хвилі, який для даного типу хвилі є площиною, перпендикулярною до хвильового вектора.

[ред.] Поперечні й повздовжні хвилі

У випадку, коли збурення, яке розповсюджується у вигляді хвилі, описується векторною величиною, монохроматична хвиля має вигляд:

\mathbf{u} =  \mathbf{u}_0\cos(\mathbf{k}\mathbf{r} - \omega t - \varphi).

В залежності від взаємної орієнтації амплітуди \mathbf{u}_0 монохроматичні плоскі хвилі поділяються на поперечні та повздовжні.

Монохроматична плоска хвиля називається поперечною, якщо амплутуда збурення, тобто напрямок коливань, перпендикулярна до напрямку розповсюдження:

\mathbf{u}_0 \cdot \mathbf{k} = 0

Оскільки в площині, перпендикулярній до напрямку розповсюдження, є два можливих взаємноперпендикулярних напрямки, то існують дві незалежні одна від іншої поперечні хвилі, які розповсюджуються в одному напрямку. Вони можуть розрізнятися за фазами.

Якщо вектор \mathbf{u}_0 паралельний вектору \mathbf{k}, який задає напрямок розповсюдження, то монохроматична плоска хвиля називається повздовжньою.

Електромагнітні хвилі у вакуумі можуть бути лише поперечними. Звукові або акустичні хвилі можуть бути як поперечними так і повздовжніми.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.