怎麼判斷一段看不見的機械波是橫波還是縱波?
題目:
怎麼判斷一段看不見的機械波是橫波還是縱波?
解答:
【橫波】質點的振動方向與波的傳播方向垂直,這樣的波稱爲「橫波」.橫波在傳播過程中,凡是波傳到的地方,每個質點都在自己的平衡位置附近振動.由于波以有限的速度向前傳播,所以後開始振動的質點比先開始振動的質點在步調上要落後一段時間,即存在一個位相差.橫波的傳播,在外表上形成一種「波浪起伏」,即形成波峯和波谷,傳播的只是振動狀態,媒質的質點並不隨波前進.實質上,橫波的傳播是由於媒質內部發生剪切變形(即是媒質各層之間發生平行於這些層的相對移動)並產生使體元恢復原狀的剪切彈性力而實現的.否則一個體元的振動,不會牽動附近體元也動起來,離開平衡位置的體元,也不會在彈性力的作用下回到平衡位置.
固體有切變彈性,所以在固體中能傳播橫波,液體和氣體沒有切變彈性,因此只能傳播縱波,而不能傳播橫波.
液體表面形成的水波是由於重力和表面張力作用而形成的,表面每個質點振動的方向又不和波的傳播方向保持垂直,嚴格說,在水表面的水波並不屬於橫波的範疇,因爲水波與地震波都是既有橫波又有縱波的複雜類型的機械波.爲簡便起見,有的書中仍將水波列爲橫波.
縱波】亦稱「疏密波」.振動方向與波的傳播方向一致的波稱爲縱波.縱波的傳播過程是沿著波前進的方向出現疏、密不同的部分.實質上,縱波的傳播是由於媒質中各體元發生壓縮和拉伸的變形,並產生使體元恢復原狀的縱向彈性力而實現的.因此縱波只能在拉伸壓縮的彈性的媒質中傳播,一般的固體、液體、氣體都具有拉伸和壓縮彈性,所以它們都能傳遞縱波.聲波在空氣中傳播時,由於空氣微粒的振動方向與波的傳播方向一致所以是縱波.
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