波数空间

科普中国-科学百科 2018-04-25 作者:郝庆菊

  波数空间是由无数的波矢量组成的实空间。

  定义

  波数空间(wave-number space)是指由无数的波矢量组成的实空间。由于波可以向空间的一定方向传播,相应于每一传播方向就有一个波矢量;但波向空间传播过程中.方向是改变的。因此用波数空间来描述该矢量,即每一波矢量可由空间坐标系的 三个方向的单位矢量来表示。1

  表达式

  

  式中, 分别是 三个方向的单位波矢量; 分别是 三个方向的波数。1

  波矢

  波矢又称波矢量,是指沿着波传播方向的波数矢量。由于波在空间中传播是有一定方向的,所以它的波数必须用一个矢量来表示。1

  

  左图表示在水平方向传播的平面波在物理空间的波长,其波长是 ,波数矢量的模是 。右图表示在波数空间的波数矢量。1

  波矢量是垂直于波阵面的,它是以波的群速度传播的,在缓变媒质中波矢量守恒。1

  波数

  波数是指以相角表示的单位距离内含有波长 的数目。即:

  

  显然波数和波长成反比。一般沿纬圈波数为1-4的波,其波长超过罗斯贝波的临界波长,称为超长波;而沿纬圈波数为5-8的波,一般称为大气长波。波动常可分为两种:一种是波速与波数有关,这种波称为频散波;另一种是波速与波数无关,也就是不同波长的波都是以同一波数移动,这种波称为非频散波。1

  本词条内容贡献者为:

  郝庆菊 - 副教授 - 西南大学

责任编辑:科普云

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