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横波:振动方向与传播方向垂直的波动现象

创作时间:
作者:
@小白创作中心

横波:振动方向与传播方向垂直的波动现象

引用
1
来源
1.
https://www.cqkjg.cn/exhibits/D80068

横波是物理学中一个重要的波动概念,其振动方向与传播方向垂直。从电磁波到地震波,横波在自然界中无处不在。本文将为您详细介绍横波的科学原理、形成特点及其在不同领域的具体表现。

科学原理

横波,也称“凹凸波”,是质点的振动方向与波的传播方向垂直。横波是波动的一种(波动分为横波和纵波)。

横波的形成和传播特点

  1. 所有质点的起振方向都相同;
  2. 近点先振动,远点后振动,近点振动超前于远点;
  3. 同种介质中,相等时间内传播相等距离;
  4. 波形向前推移,波的前端波形保持不变;
  5. 而质点只在自己的平衡位置附近振动,并不"随波逐流"。

描述波的物理量

  • 波长:在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。
  • 频率:波的频率就是波源的振动频率,也是所有质点的振动频率。
  • 波速:波在均匀介质中匀速传播的速率只与介质有关,而与频率无关。注意波速与质点振动速度不是同一概念。

这些物理量遵循规律:v=λ f

横波的图象特点

横波的图象与形成横波的质点的分布形状相似,故波的图象又叫波形图或波形曲线。

拓展知识

电磁波

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场中电磁波在真空中速率固定,速度为光速。

电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。

地震横波

地震横波是振动方向和波的传播方向垂直的波(S波)。在震中区,地震波直接入射地面,横波表现为左右摇晃,纵波表现为上下跳动,纵波传播速度比横波快。横波振幅比纵波大,破坏力大,横波的水平晃动力是造成建筑物破坏的主要原因。

产生地震时感觉到上下振动(纵)时,应马上认识到破坏力更大的左右振动(横)马上到来,应根据本身所处环境迅速做出本环境最佳避震选择。

关联人物

罗伯特·胡克(1635年7月18日-1703年3月3日),英国博物学家,发明家。

胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一。他在力学、光学、天文学等多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。他本人被誉为英国的"双眼和双手"。

在光学方面,胡克是光的波动说的支持者。光的波动说是由意大利数学家格里马第在1655年首次提出。胡可认为光的传播与水波的传播相似。1672年胡克进一步提出了光波是横波的概念。

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