Question

关于物理机械波的一些疑惑

Answer 1

问：关于物理机械波的一些疑惑

问：这个图是正向传播为什么可以在t等于0时，x等于7处就在波峰呢他不是应该一会后才开始从平衡位置开始有振动

答：您好，您的问题的答案是： 这个图描述的是一种初始状态为x=7的系统在没有外力作用的情况下的振动情况。因为在t=0时，系统初始状态就是在振动的最大位移处（即波峰），因此在经过适当的时间后，系统会从这个位置开始向两侧振动，形成正弦波形。这个过程属于系统内部的自然振动，与外部力的作用无关。 因此正向传播可以在t=0时就开始描述振动的情况。但需要注意的是，如果系统是在平衡位置附近初始状态的话，它会从平衡位置开始有振动。

问：每一个点不是开始是在平衡位置静止，等波传到这个位置才开始动吗？

答：您好，您这个问题的答案是： 对于一条传播的波，其每一个点在波传到达该点之前是静止的，等波传到该点后才开始动。但是，在正向传播的过程中，我们不是在一个点一个点地等待波传到该点再进行下一步计算，而是在整个系统中同时进行计算。 因此，在t=0时，我们需要给定系统的初始状态，并假设它已经达到了这个状态。然后，我们按照正向传播算法的规则，从初始状态开始计算系统在时间轴上的演化过程。 因此，正向传播可以在t=0时就开始描述振动的情况。

问：那按照这样想，正向传播就是在图甲中找到和图乙相同的一块（就是四分之三T＋nT），但是答案都是在图乙中找到和图甲初位置相同的位置（四分之一T＋nT）,为什么呢

答：您好，亲，是这样的，横波波本来就存在，一直在空间当中传播，同时坐标轴是人为定的，t=0也是人定的，不同位置会有不一样开始，t=0的时候，x=7的位置跟x=1不一样就是正常的亲

问：我懂了，是不是就是每个点开始都是一样的，所以要在图乙找到和图甲开始一样的地方就是最小距离了，对吗

答：对的，对于一个波动系统，每个点在最开始都是平衡状态。所以，我们需要找到某个时刻的状态与初始状态相同的位置。 在正向传播过程中，我们首先确定了初始状态。然后，按照波动方程逐个计算每个时间点的状态。并在计算结束后，确定了某个时刻的状态，这个状态可以用来与初始状态比较。 在反向传播中，我们需要根据结束状态反推出初始状态。因此，需要找到结束状态对应的时间点与初始状态相同的位置。这个位置也是距离初始位置最近的位置，因为初始状态与结束状态在空间中距离最近。 因此，在正向传播和反向传播中，我们都需要找到与初始状态相同或最接近的位置。