波-类型与概念总结

波1. 波波或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理现象。扰动的形式是任意的。波的传播速度总是有限的。除了电磁波和引力波能够在真空中传播外，大部分波只能在介质中传播。波根据振动源的次数可以分为脉波和周期波，脉波的波源只对介质作一短暂的扰动。波通过介质时，介质中的质点在短暂振动后，随即静止于原位置。而周期波的波源对介质作连续有规律的振动。波在均匀、无向性的介质中传递时，依介质的振动方向分可以分为纵波和横波。纵波的特点是介质的振动方向与传播方向相同，比如空气中的声波、地震波中的P波。横波的特点是介质的振动方向与传播方向垂直。如：电磁波、地震波中的S波。如果在非均质介质中传递时，介质振动的行为就不是只有横向与纵向两种，亦存在像表面波、海浪这种类型的振动。譬如：雷利波其振动方式为椭圆形。依波动传递需要介质来划分，波可以分为机械波、电磁波。2. 机械波机械振动在介质中的传播称为机械波。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，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-基本分类 横波与纵波3. 机械波电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。光是一种电磁波按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及射线。以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。4. 应力波应力和应变扰动的传播形式。在可变形固体介质中机械扰动表现为质点速度的变化和相应的应力、应变状态的变化。应力、应变状态的变化以波的方式传播，称为应力波。地震波、固体中的声波和超声波等都是常见的应力波。应力波的研究同地震、爆炸和高速碰撞等动载荷条件下的各种实际问题密切相关。应力波研究主要集中在介质的非定常运动、动载荷对介质产生的局部效应和早期效应以及载荷同介质的相互影响(见冲击载荷下材料的力学性能)，研究时需要考虑材料在高应变率下的动态力学性能和静态力学性能的差别。应力波按波阵面几何形状分为平面波、柱面波、球面波等；按质点速度扰动与波传播方向的关系分为纵波和横波；按介质受力状态分为拉伸波、压缩波、扭转波、弯曲波、拉扭复合波等；按控制方程组是否为线性分为线性波和非线性波。按介质连续性要求,质点位移u在波阵面上必定连续，但其导数则可能间断，数学上称为奇异面。若u的一阶导数间断,即质点速度和应变在波阵面上有突跃变化，则称为一阶奇异面或强间断，这类应力波称为激波或冲击波（见固体中的激波）。 若u及其一阶导数都连续，但其二阶导数（如加速度）间断，则称为二阶奇异面,这类应力波称为加速度波。依次类推,还可以有更高阶的奇异面，统称弱间断，都是连续波。奇异面理论在应力波研究中具有重要意义。弹性波应力波的一种，扰动或外力作用引起的应力和应变在弹性介质中传递的形式。弹性介质中质点间存在着相互作用的弹性力。某一质点因受到扰动或外力的作用而离开平衡位置后，弹性恢复力使该质点发生振动，从而引起周围质点的位移和振动，于是振动就在弹性介质中传播，并伴随有能量的传递。在振动所到之处应力和应变就会发生变化。地震波由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地震被按传播方式分为三种类型：纵波、横