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解析横波及纵波的内涵

2023-07-21 15:45阅读：

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解析横波及纵波的内涵
胡良Hu Liang
摘要，横波（凹凸波）是指质点的振动方向与波的传播方向垂直。对于横波来说，横波的波长是指相邻两个波峰（或波谷）之间的距离。纵波是指质点的振动方向与传播方向同轴的波(平行的波)。纵波的传播过程体现为沿着波前进方向出现疏密不同的部分。
关键词：横波，纵波，光子，对称性，相位
中图分类号，O412.3 ，O413.1 ，0572.3
作者：总工，高工，硕士，副董事长
1 横波的属性
横波（凹凸波）是指质点的振动方向与波的传播方向垂直。对于横波来说，横波的波长是指相邻两个波峰（或波谷）之间的距离。也就是说，波长等价于在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。波的频率就是波源的振动频率（也是所有质点的振动频率）。 横波匀速传播的速率（在均匀介质中）仅仅与介质有关，而与频率无关。值得注意的是，波速与质点振动速度是完体不同的概念。横波传播的只是振动状态，而介质的质点并不随波前进。

2纵波的属性
纵波是指质点的振动方向与传播方向同轴的波(平行的波)。纵波的传播过程体现为沿着波前进方向出现疏密不同的部分。换句话说，纵波的传播是由于介质中各体元发生压缩及拉伸的变形，并产生使体元恢复原状的纵向弹性力而实现的。
纵波只能在拉伸及压缩的弹性的介质中传播
。对于纵波来说，质点分布最密的位置就称为密部，质点分布最疏的位置就称为疏部。纵波的波长是指相邻两个密部（或疏部）之间的距离。

3气体中的声波速度
声音的传播是通过介质来传播的。声波在介质中传递的速度就称为声速( 或音速)。声音在不同介质中具有不同的传播速度。假如声音在不同介质中传递，因速度不同而使传播方向发生偏折的现象，就称为折射。由于介质种类及状态等因素的影响，声速将会的有所不同。
根据玻意耳定律（在气体等温的情况下）可求出气体中的声速；而根据绝热气体定律，则需要再增加一个无量纲的系数。
气体的声速（内禀属性）与气体的压强（P）及气体的质量密度有关。
从另一个角度来看 ，气体的声速与气体常数（R），气体的温度（T）及气体的绝热指数有关。
气体的声速，量纲，>[L^(1)T^(-1)]<</span>；气体的压强（P），量纲，>[L^(2)T^(-3)]<</span>；
气体的质量密度，量纲，<[L^(0)T^(-1)]>；气体的绝热指数，量纲，[L^(-3)T^(1)]<</span>；
气体常数（R），量纲，<[L^(3)T^(0)]>；气体的温度，量纲，>[L^(2)T^(-3)]<</span>。

4固体中的声波速度
对于固体中的声速来说，
固体的纵波速度与固体的剪切模量有关，也与固体的质量密度有关。
固体的剪切模量量纲，>[L^(2)T^(-3)]<</span>；固体的质量密度，量纲，<[L^(0)T^(-1)]>。
固体的横波速度与固体的弹性模量有关，也与固体的质量密度有关。
固体的弹性模量量纲，>[L^(2)T^(-3)]<</span>；固体的质量密度，量纲，<[L^(0)T^(-1)]>。

5声速与光速
从声速的公式来看，并没有出现声音的频率，这意味着声速与声音的频率无关。
对于完全相同的均匀介质，则具有完全相同的声音速度（介质的内禀属性）。例如，对于只能使用听觉（无法使用视觉）的生物（观察者）来说，该生物（观察者）无论与声源有没有相对运动，其观测到的声速都是相同的（声速就是信号速度，并保持不变）；这意味着，接近声速的速度叠加（相对运动）都必须使用洛仑兹变换。
值得注意的是，如果该生物（观察者）与声源有相对运动；虽然，其观测到的声速都是相同的，但是声音的频率将会发生变化。
光子就具有内禀的横波属性（光子的传播不需要介质）；最大的信号速度（光子的内禀属性）就是真空中的光速。

6经典物理学与相对论
经典物理学与相对论无关，是两套完全不同的逻辑系统。经典物理学与参考系有关，体现伽利略变换。相对论与参考系无关，体现洛伦兹变换。
7声速内涵
如果让一个天才式的肓人物理学家去创立相对论，将会是什么结果。最有可能的结果是，声速（信号速度）不变，与参考系无关，符合洛伦兹变换。其它的肓人，通过众多实验证实，声速是不变的。这就是肓人的世界（肓人的听力非常好）的物理。量子三维常数理论（真正的大统一理论）。
8 唯象理论
牛顿力学，量子力学及相对论等（唯象理论）已建立了庞大的生态系统。这就是量子三维常数理论（真正的大统一理论）推广非常慢的原因。但经过十多年的推介，目前已进入井喷时刻。真理就是真理，没有什么可以阻挡。
根据量子三维常数理论，Vp*C^3=h*C;宇宙具有核式结构，是无穷大的。换句话说，普朗克常数（h）揭示了量子力学的本质。最大的信号速度(C)揭示了相对论的内涵。普朗克空间(Vp)揭示了统计物理学（演化力学）的逻辑。

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