机械波

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　　 （本文根据 CC-BY-SA 协议转载自原搜狗科学百科对英文维基百科的翻译）

　　 机械波是物质振荡的波，因此可以通过介质传递能量。[1]虽然波可以长距离移动，但传输的介质即材料，它的移动是有限的，因此振荡材料不会远离其初始平衡位置。机械波传输能量，这种能量与波的传播方向相同，任何种类的波（机械波或电磁波）都有一定的能量，机械波只能在具有弹性和惯性的介质中产生。

　　 机械波需要初始能量输入。一旦这个初始能量被加入，波就会穿过介质，直到它所有的能量都被转移走了。相比之下，电磁波则不需要介质，但它仍然可以通过介质传播。

　　 机械波的一个重要特性，是它们的振幅的测量方式不同寻常：位移除以(规约的)波长。当它可以与单位尺度比较时，可能会出现显著的非线性效应，如产生谐波，如果它足够大，可能会导致混沌效应。例如，当无量纲振幅超过 1 时，水体表面的波浪就会破碎，导致表面泡沫和湍流混合。机械波最常见的例子有水波、声波和地震波。

　　 机械波有三种类型:横波、纵波和表面波。电磁波不同于机械波。

1. 横波

　　 横波是波的一种形式，在这种形式中，介质颗粒沿着垂直于波运动方向、在平均位置附近振动。

　　 例如，将长弹簧的一端(另一端固定)左右晃动，而不是前后晃动。[2]光也具有横波的特性，尽管它是电磁波。[3]

2. 纵波

　　 纵波使介质沿平行于波的方向振动。它由多个压缩和稀疏的部分组成。纵波中稀疏部分的距离最远，压缩部分的距离最近。由于被压缩介质中的原子更接近，纵波的速度在更高的压缩率下增加。声音是一种纵波。

3. 表面波

　　 表面波沿着两种介质之间的表面或界面传播。表面波的一个例子是水池中的波，或者海洋、湖泊或任何其他类型的水体中的波。表面波有两种类型，即瑞利波和洛夫波。

　　 瑞利波，也称为地滚波，是以波纹形式传播的波，其运动类似于水面上的波。对于典型的均匀弹性介质，瑞利波比体波慢得多，大约是体波速度的 90%。瑞利波只有二维能量损失，因此在地震中比传统的体波更具破坏性，而纵波和横波则在所有三个方向都损失能量。

　　 洛夫波是一种表面波，其水平波被剪切或横向于传播方向。它们的传播速度通常比瑞利波稍快，约为体波速度的 90%，振幅最大。

4. 例子

• 地震波
• 声波
• 海洋和湖泊上的风浪

5. 参考文献

　　 [1] ^Giancoli, D. C. (2009) Physics for scientists & engineers with modern physics (4th ed.). Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall..

　　 [2] ^Giordano, Nicholas (2009). College Physics: Reasoning and Relationships (illustrated ed.). Cengage Learning. p. 387. ISBN 978-0-534-42471-8. Extract of page 387.

　　 [3] ^Towne, Dudley H. (2014). Wave Phenomena (illustrated ed.). Courier Dover Publications. p. 139. ISBN 978-0-486-14515-0. Extract of page 139