波动方程的三种表达式是什么?

波动方程的三种表达式是什么?,第1张

波动方程的公式分为正弦和余弦,其中正弦表达式为Y=Asin(ωt-kz+φ),余弦表达式为为Y=ACOS[ω(t-kz)+φ],其中z代表位移,φ是初相位。

波动方程也称波方程,是一种描述波动现象的偏微分方程,它通常表述所有种类的波,例如声波,光波和水波等,在不同领域都有涉及,例如声学,电磁学,和流体力学等。

波动方程就是描述波动现象的偏微分方程,它的物理意义就太宽泛了。不过波动方程一个很重要的性质是传播速度有限(不像热传导方程)。电磁场的运动方程是波动方程这说明电磁相互作用只能以有限的速度传播(光速c),而没有瞬时的作用(即超距作用)。这是导致狭义相对论建立的一个重要思想。

波动方程的本质是振动方程,形式上自然一样,他们的区别就在于,振动方程描述的是一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,而波动方程描述的是任意一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,这个任意时刻用变量t来表示,任意位置用变量x来表示,求解方法完全是求解振动方程的方法,首先确定一个参考点,一般选择坐标原点,根据初始条件写出它的振动方程,然后在右侧任选一点,坐标为x,这一点的振动方程和原点的振动方程对比,振幅一样,角频率一样,唯一不一样的是初相位,而相位差可以根据这两个点的距离来确定,即相位差等于距离除以波长再乘以2PI(圆周率),同时,沿着波的传播方向相位越来越小.记住,波动方程就是振动方程.


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