Displacement-distance graph

位移距離圖

縱波橫波化 2

這段改篇自 2010 年 3 月 18 日的對話。


「Longitudinal wave」的意思是,wave medium (波介質) 的物質粒子的振動方向,和該個 wave 本身的移動方向,互相平行。例如,假設這個 wave (波動) 是向右移動的話,粒子 A 就會左右振動。

那樣,在這一刻,粒子 A 究竟是向左還是向右移動呢?

要知道粒子 A 的移動方向的話,我們需要先畫一個「displacement-distance graph」(位移 – 距離 圖)。

簡單起見,我們先用一個 transverse wave(橫波)作為例子。

波動本身
the wave itself

「位移 – 距離 圖」的意思是,把 wave 上的每一粒粒子的「位移」和「距離」畫成一個 xy 圖(座標圖)。

x 座標 的讀數為「距離」。「距離」的意思是,「wave 中的 一粒粒子 和 第一粒粒子 的距離」。對於粒子 A 來說,「距離」是 ,因為 是粒子 A 和第一粒粒子(粒子 O)的距離。

y 座標 的讀數為「位移」。「位移」的意思是,「wave 中的一粒粒子 當時的位置 和 它自己的平衡位置(equilibrium position)的差別」。對於粒子 A 來說,「位移」就是 ,因為 是粒子 A 當時的位置 和 它自己的平衡位置 的差別。

所以,在這個 transverse wave 的「位移 – 距離 圖」中,對應於粒子 A 的座標就是

位移 – 距離 圖
displacement-distance graph

對於 wave 中的每一粒粒子,也畫對應的座標的話,

波動本身
the wave itself

我們會得到整個「位移 – 距離 圖」。

位移 – 距離 圖
displacement-distance graph

Transverse wave 的「位移 – 距離 圖」的形狀,和 wave 本身的形狀,是一模一樣的。換句話說,transverse wave 的「位移 – 距離 圖」,其實就是 wave 本身的形狀。所以,對於 transverse wave 來說,畫「位移 – 距離 圖」是沒有必要的。但是,對於「longitudinal wave」來說,「位移 – 距離 圖」就非常重要。

「Longitudinal wave」的意思是,wave medium 的物質粒子的振動方向,和該個 wave 本身的移動方向,互相平行。例如,假設這個 wave 是向右移動的話,粒子 A 就會左右振動。


那樣,在這一刻,粒子 A 究竟是向左還是向右移動呢?

要知道粒子 A 的移動方向的話,我們需要先畫一個「displacement-distance graph」(位移 – 距離 圖)。

— Me@2010.07.14

2010.07.15 Thursday (c) All rights reserved by ACHK