机械波的波速与参考系是否有关?
机械波的波速只和介质有关。我们平常所看见的绳子振动传递,形成的“绳波”,并不是在空气中传播,而是沿绳传递。若绳的振动在空气中传播(如二胡线发声),波速就与人的声音在同一空气中波速相同。振动在“介质”中的传播,形成机械波。速度当然由“介质”决定了。如,空气中的人声、风声、狗叫声速度都是一样的。电磁波的传播,就是变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场又产生变化的电场。它的传播可以不要“介质”。速度当然就是一样的了。如,在真空中,无线电广播信号、电视信号、手机通话信号速度都是电磁波的频率”是由“电磁振荡”产生的,与波速无关的。的频率只取决于振源的性质 这句话很好理解吧 比如你拿着一条彩带振动,频率是你手振动的速度波速等于频率x波长 惠更斯原理 介质不同 波的波长不同 所以机械波波速和波长取决于介质的性质。
机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。机械波的形成和传播形成条件波源波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。介质广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如:人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.
光在介质中的传播速度是与其频率有关的,我所说的介质中已经包含了真空在内,(因为真空只不过是一种特殊的介质罢了)。具体的计算公式为:,其中是实际的光速分别是介质中的磁导率和介电常数。而不同的介质中,这两项不是相同的,从而光在不同的介质中的传播速度是不一样的。我们一般认为的光速是真空中的速度,从而对应的磁导率和介电常数是一个固定的特殊的量。关于“色散”的问题,简单的来说,就是一种光在介质中传播时其折射率随频率改变的现象。这个问题的主体是介质。具体分析,色散分为正常色散和反常色散。正常色散是指介质的折射率随着波长的增大而单调减小。也就是说,在同一个介质中,不同频率、不同波长的光的传播的折射率是不同的,从而使它们在折射之后的传播方向的改变角度是不同的,这样才有所谓的色散。