物理中水波是屬于橫波還是縱波

2022-10-16 09:29

2022-10-16 14:10
物理學(xué)中的水波很容易被認(rèn)為是一種橫波,實際上并非如此。
在平衡的情況下,水的表面是水平的。
水面發(fā)生擾動時,使水面恢復(fù)水平的回復(fù)力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力。
水波中,對水面質(zhì)點提供的回復(fù)力在波長很小時,表面張力的作用是主要的,這種波叫做表面張力波。
對于波長很長很長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結(jié)果,這種波叫做重力波。
由于水的不可壓縮性,波峰中的水必然是從附近的波谷中流出來的。
因此,水波中的每個質(zhì)點的運動都是由縱向運動和橫向運動合成的。

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橫波一般只能在固體中傳播,不能在液體和氣體中傳播;而縱波既可以在固體中傳播也可在液體和氣體中傳播。水是液體,由于表面張力,故也可以傳播橫波。水波(表面波)是比較復(fù)雜的機械波,其中既有橫波,又有縱波,在中學(xué)物理中通常把水波視為橫波,這是將水波簡化了的緣故。橫波是由于拉伸而產(chǎn)生的,而縱波是由于擠壓而產(chǎn)生的。那么水面上為什么可以傳播橫波呢?這就是由于水表面張力的緣故,由于有表面張力,因此在振動幅度不太大的情況下,水面也可承受微小拉伸,從而會產(chǎn)生橫波;同時振動在水面?zhèn)鞑サ倪^程中也會有擠壓,于是也就能形成縱波。由此可見,嚴(yán)格地說水波應(yīng)該是橫波和縱波的復(fù)合波。
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