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什么是半波损失?损失了什么?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

什么是半波损失?损失了什么?

引用
1
来源
1.
https://www.bilibili.com/read/mobile?id=39257425

波由波速较慢的介质向波速较快的介质传播时,反射回来的时候会有一个π的相位的突变,这种现象就叫半波损失。许多类型的波都有这种现象,如光波、声波和琴弦上的波等等。

半波损失是一个包含有文学修辞手法的物理概念,这里说的损失是一种形象的描述。波的相位有一个π的变化,就相当于少走了半个波长,好像丢失了一样。

实际上在这个过程中并没有失掉什么,能量是守恒的。在英文中通常直白地表述为反射中的相变(相移):

Reflection phase change、Phase Change on Reflection、Phase Shift From Reflection

附图是一个模拟的波动试验池,通过求解波动方程来模拟波的传播过程。在这个池子中,绿色区域里的波速要比外面的慢,注意看波的颜色,蓝色表示波峰,橙色表示波谷,现在是蓝色在前橙色在后。

反射回来的波变成了橙色在前蓝色在后。这里的前后是相对于波的传播方向而言的。

让我们拉近镜头,看一下反射时相位是怎么变的。


再来看看折射波,它的相位并没有发生改变,依然是蓝色在前橙色在后。当它在另一界面反射时,相位也没有变。

因为它是从波速较慢的介质向波速较快的介质传播。

为了看得更清楚,现在设定绿色区域内的波速比外面的波速要快。

波发出的时候是蓝色在前,橙色在后。反射回来的时候依然是蓝色在前橙色在后。

拉近镜头,看一下它是如何保住这半个波长的。

对于光,半波损失可以表述为:

光从光疏介质射向光密介质时,反射光相对于入射光相位突变了π。

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