横波与纵波

贡献者： ACertainUser

1. 横波 Transverse Wave

图 1：横波示意图，图中可见波峰与波谷。背景灰色圆圈是各微元的平衡位置。动图

　　横波中，各微元的振动方向垂直于波的传播方向。相邻微元间受剪切力并发生剪切变形。由于空气等介质不能发生剪切变形，因此横波不能在空气中传播。

2. 纵波 Longitudinal Wave

图 2：横波示意图，图中可见疏部与密部。动图

　　纵波中，各微元的振动方向平行于波的传播方向。相邻微元间受拉力、压力力并发生拉伸、压缩变形。在空气中，“拉伸变形”、“压缩变形” 可以理解为气体分子的疏散与聚集。

3. 附录：绘制相应图形的 Matlab 代码

%绘制横波
T=2;
v=4;
t=0;
A=0.3;

w=2*pi/T;
k=w/v;

for t=0:0.1:5
  [x y]=meshgrid(-5:5);
  xo=x;
  yo=y;
  [a b] = size(x);

  wave = A*cos(k*x-w*t);
  y=y+wave;

  clf
  hold on
  scatter(xo,yo,'MarkerEdgeColor',[0.9 0.9 0.9]);
  scatter(x,y);
  axis equal
  axis([-6 6 -6 6])
  axis off
  hold off
  drawnow
  pause(0.1)
end

%绘制纵波
T=2;
v=5;
t=0;
A=0.5;

w=2*pi/T;
k=w/v;

for t=0:0.1:5
  [x y]=meshgrid(-5:5);
  xo=x;
  yo=y;
  [a b] = size(x);

  wave = A*cos(k*x-w*t);
  x=x+wave;

  clf
  hold on
  scatter(xo,yo,'MarkerEdgeColor',[0.9 0.9 0.9]);
  scatter(x,y);
  axis equal
  axis([-6 6 -6 6])
  axis off
  hold off
  drawnow
  pause(0.1)
end