Коливання і поширення
Синусоїда є базовою моделлю, але реальні сигнали можуть бути короткими імпульсами або складними формами. Їх можна розкласти на гармонічні компоненти методом Фур’є. Нелінійність, затухання і неоднорідність середовища додають явища, яких проста формула v=fλ сама не описує.
Основне співвідношення
Для вузького пакета хвиль важливо відрізняти фазову швидкість окремої синусоїди від групової швидкості огинаючої. Саме групова швидкість часто описує перенесення енергії та інформації. У дисперсійному середовищі вони можуть відрізнятися, тому максимум окремої фази не обов’язково рухається разом із максимумом імпульсу. Це особливо важливо в оптиці, хвилеводах і хвилях на воді.
Поперечні і поздовжні хвилі
Хвиля має частоту 5 Гц і поширюється зі швидкістю 20 м/с. Яка її довжина хвилі?
Амплітуда та енергія
λ = v/f = 20/5 = 4 м. Якщо джерело збереже частоту, але хвиля перейде в середовище з іншою швидкістю, саме довжина хвилі зміниться.
Коливання і поширення
Хвиля переносить енергію та інформацію через простір, тоді як частинки середовища зазвичай лише коливаються біля положень рівноваги. Головні параметри — амплітуда, довжина хвилі, частота, період і швидкість поширення.
Для вузького пакета хвиль важливо відрізняти фазову швидкість окремої синусоїди від групової швидкості огинаючої. Саме групова швидкість часто описує перенесення енергії та інформації. У дисперсійному середовищі вони можуть відрізнятися, тому максимум окремої фази не обов’язково рухається разом із максимумом імпульсу. Це особливо важливо в оптиці, хвилеводах і хвилях на воді.