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波动方程
16.3
波可以通过其传播介质中粒子的运动和位置来描述。
如果我们将波的垂直高度与其位置作图,会发现介质中的每个粒子都以相同的频率上下做简谐运动。
波的平衡位置沿一条直线,被视为坐标系的 x 轴。
考虑波传播介质中的一个质点。在一个周期 T 内,该质点从平衡位置沿 y 轴正方向和负方向发生位移,达到一定的高度。波的运动是正弦形式的,并且随着时间推移,波形沿 x 轴正方向传播。
粒子从平衡位置的位移值是位置和时间的函数,称为波函数。
正号和负号分别表示波沿负 x 方向或正 x 方向传播。
从数学上讲,可以使用波函数来研究波的运动。 考虑一根以简谐振动上下振动的弦,其周期为T。 弦上的波是正弦波,并且随着时间的推移沿正 x 方向平移。 正弦是角度θ的函数,在+A和−A之间振荡,每2π重复一次。 弧度。 为了构建波浪模型,需要考虑角度θ与位置x的比率。
根据比率,使用θ的值,并将正弦函数…