无耗介质中的单频简谐波的问题。这时候，波速实际上是指“相速度

来源: marketreflections 于 2012-05-20 12:09:05 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 (51895 bytes)

无耗）介质中的单频简谐波的问题。这时候，波速实际上是指“相速度

波在进出不同介质速度会改变，它是如何改变的，有加速度吗

92条回应

51楼
2011-05-11 21:58:05karsten

引用 Nanodesu 的回应：

跟我的理解很不一样……
我看到说光子静止质量是0，但是光子永远在运动，如何理解这个静止质量？
然后“原子的外电子在光的电磁场中，所以也出现了受激振动，这个振动导致了又出现一次射出光” 是说射入介质......

我说的只是一个比喻，比喻只是突出了那个性质的部分，让人更容易理解。而比喻不可能完全一致，如果那样的话，就不是比喻了。至于折射和双折射的问题，这个是我的课题。
但你说的“和某一同种均匀介质的各向异性/各向同性无关”我不是很理解你表达的意思，所以不好回答。
“如果是人，起点和终点的人不同=〉射入和射出的不是同一个光子？”光不能这么简单的看成光子。
“另外请问各向异性的介质中，光传播的速度和方向（不是介质）有关吗？”这个问题，光在介质中传播，其传播速度和方向一定与介质有关的。
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52楼
2011-05-11 22:10:36Ekoms数学/化学爱好者 ψ

引用 karsten 的回应：
我说的只是一个比喻，比喻只是突出了那个性质的部分，让人更容易理解。而比喻不可能完全一致，如果那样的话，就不是比喻了。至于折射和双折射的问题，这个是我的课题。
但你说的“和某一同种均匀介质的各向异性/......

是不是同一个光子的问题：
一束光，经过多次滤镜，最后做到单个光子射入一个介质，走出介质的还是这个光子吗？还是在过程中这个光子被摧毁，新建了其他的光子？

各向同性/异性的那个好像是我理解错了。。嗯。。

然后，比如我手里有一块氯化钠晶体，我沿着不同的方向照射这块晶体，光子在晶体内的速度会不一样么？比如沿着平行晶胞棱的方向和沿着平行于晶胞体对角线的方向？
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53楼
2011-05-11 22:22:18karsten
第一次发贴子，所以不熟悉操作，刚刚编辑了一下自己之前的帖子。

首先光是没有质量的，所以不存在加速度，而且不依靠物质传播。但光遇到原子或分子，由于原子或分子的外电子在光的电磁场中，所以也出现了受激振动，这个振动导致了又出现一次射出光。如“科学女”说的，这个射出光与入射光是不同的，其角度发生了变化，所以产生了折射，而又由于有的介质是各向异性，及在介质内部原子或分子的排列顺序间隔不同，而且是规律变化的，从而导致双折射现象。
光在介质中速度的变化的过程可以用400米接力赛来比喻，一个跑者到达另一跑者，他给接力棒给另一个，另一个在继续。。。在相同路程400米，如果跑者的数量越多，而跑者拿到棒后跑的速度恒定（光在真空中的速度c0），那么我们可以发现由于跑者和跑者转移棒的过程导致了到达终点的整体速度变慢。所以光在介质中的传播速度小于光在真空中传播的速度。
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54楼
2011-05-11 22:31:04karsten

引用 Nanodesu 的回应：

是不是同一个光子的问题：
一束光，经过多次滤镜，最后做到单个光子射入一个介质，走出介质的还是这个光子吗？还是在过程中这个光子被摧毁，新建了其他的光子？

各向同性/异性的那个好像是我理解错了。。嗯......

首先，你不能这样理解其实我理解的光，他在微观表现是粒子性，而在宏观表现的是波性。而你不能简单的理解为光子这个概念。你的第二个问题，也引用了光子这个概念，所以第二个问题我也回答不了了。
引用
55楼
2011-05-11 22:35:58Ekoms数学/化学爱好者 ψ

引用 karsten 的回应：
首先，你不能这样理解其实我理解的光，他在微观表现是粒子性，而在宏观表现的是波性。而你不能简单的理解为光子这个概念。你的第二个问题，也引用了光子这个概念，所以第二个问题我也回答不了了。

第二个问题，晶胞方向可以扩展到宏观的，一块完美晶体晶胞方向一致，这样应该可以回答了吧。。

然后第一个问题，好吧我一直把光当作粒子，波性是微观粒子的量子效应的体现……
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56楼
2011-05-11 22:54:00karsten

引用 Nanodesu 的回应：

第二个问题，晶胞方向可以扩展到宏观的，一块完美晶体晶胞方向一致，这样应该可以回答了吧。。

然后第一个问题，好吧我一直把光当作粒子，波性是微观粒子的量子效应的体现……

Nano我有一点建议，就是我们所学的很多东西，大都是把其物质特性抽象出来，但并不代表有这个特性就一定是这个东西。所以光不是那种你理解的“光子”，而是其表现的特征像粒子，所以叫光子。
而我的比喻也是这样，这个例子只是让我们很好的理解光在介质中的速度变化以及原因。成人理解事物往往建立在已经知道的理论基础上才能更好的理解。（有点绕口了。哈哈，见谅）
你所说的晶包，我可以理解为晶格吧，其晶格组成的双折射单轴晶体，它有一条主光轴，在这条轴上没有双折射现象，而入射光偏离了，和这个轴有角度了，那么就会产生双折射现象，其变化规律与入射角与光轴的角度而且和入射面有关。光在晶体中有两个速度，而且这两个速度的光的方向也是不同的。
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57楼
2011-05-11 23:03:25Ekoms数学/化学爱好者 ψ

引用 karsten 的回应：

Nano我有一点建议，就是我们所学的很多东西，大都是把其物质特性抽象出来，但并不代表有这个特性就一定是这个东西。所以光不是那种你理解的“光子”，而是其表现的特征像粒子，所以叫光子。
而我的比喻也是......

方向/速度的问题我理解了，谢谢~~
另外一个问题我继续翻翻书再回来讨论吧。。谢谢~~
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58楼
2011-05-14 10:36:08WFearless
由介质的密度决定的，密度越大速度越慢
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59楼
2011-05-14 11:41:06迷日
哇，会不会是曲率......让本来就一瞬间的东西更瞬间化！
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60楼
2011-05-17 16:22:35月月鸟

引用飞鸟未来的回应：对不起！严重抱歉！刚刚我发现我上面说的错了。而且不是一般的错误……我将光波理解得太简单，简化成了直线光路。也把电磁波的本质搞错了。刚才查下以前看的课外读物，才知道错的离谱。抱歉。我再找找关于光的波粒二......

...........
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61楼
2011-05-31 20:19:30泰德邦德
糟糕比喻:光波什么的是胖子跑步,下水变慢,,机械波是水蛇扭啊扭,下水变快.如何,求指教??
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62楼
2011-05-31 20:42:01小园听风医学硕士生 ψ
+1

引用松子的回应：只有高中物理水准的我，表示楼上统统没看懂！
拜托这里不是专业知识研讨会，能不能换个更简单易懂的说法

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63楼
2011-05-31 23:51:18Nadleeh核物理硕士生 ψ
顶上来罢。求同问。
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64楼
2011-06-05 21:38:19Sagittarius
求同问，速度
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65楼
2011-06-13 21:53:55L3154
我想，如果是机械波的话，可能是不同介质对振动微元的应力不同产生的。如果是电磁波的话，或许解一下麦克斯韦方程，呵呵
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66楼
2011-06-15 15:58:48苑苑思无涯
首先，机械波（光不是）的传递是靠物质间的动量传递。不同介质的分子密度和质量不同，动能传递的速度也就不同，自然造成波的传导速度变化。
电磁波的传播是通过能量传递，主要是电磁能。在真空中，电磁能没有受到影响，会以最快速度传播。但在介质中，电磁波的能量传播会受到物质本身带电粒子的影响，所以也就会出现速度和方向的变化。这也是自然造成的。
但愿错误不是太过分。我理解的，能通俗地说出来的，也就这程度了。欢迎物理老师们拍砖。
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67楼
2011-06-18 19:02:48吃肉的豌豆
不同介质是指电导率e或者磁导率u不同的介质。上面两个参数本来就是表征电场和磁场的传播能力的。
光在通过不同介质的时候，由于要满足边界条件，在边界上感应出感应电流和磁流，这些电流和磁流产生的二次场在另一个介质中传播时，速度自然不同了。
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68楼
2011-06-20 12:24:31回眸一炮
个人见解，光波不会产生加速度。光波在介质中的速度改变其实是相速度的改变，并非是电磁场作用速度的改变。从经典力学机制看，光波通过介质时，电磁场会激发传播介质的极化，使得激发出了电荷产生附加电磁场，这个附加电场与原光波频率相同但有一定的相位差，电磁波的线性叠加性使得两波叠加显示出总的相速度的减小。若考察具体某个光子，则光子在外界射入介质时，频率不变故能量仍是hv，但振幅因介质极化消耗能量要减小一些，传播速度仍是c，因此没有加速度。

机械波也不会，波的传播只是能量随振动耗散的过程，加速度是对运动物体而言的，这里具体的振子仍在原处震荡，谈不上加速度。
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69楼
2011-06-21 14:17:18logic333
这个问题我也想过物理死老头很迂腐我被他伤得很深他在上课的时候调戏我问的问题并说：想这些有的没得不如看课本多做题，你不适合学理科，我曾经有多少问题呀~~~ 百度不知道啊····
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70楼
2011-06-24 00:40:18高小楼是一座很高的楼
波得速度的改变不是一个过程，所以没有加速度。
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71楼
2011-06-28 02:42:39zolover

引用 Sagittarius 的回应：这么说机械波都是有分子动能传递传播的吗？那电磁波在真空中传播速度最快怎么回事，真空中没别的分子啊，声波我可以理解你说的

介电常数不同，电场形成速度不同，光速不同
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72楼
2011-07-05 21:54:30奶壶
波传播的速度只和介质有关哎····但频率不受影响，上学时居然都没有想过加速度···好问题啊
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73楼
2011-07-10 06:57:34大谷
回答得太专业，你让我一学文科的情何以堪！伤了！伤到欲哭无泪，我要去旁听物理！！
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74楼
2011-07-10 23:46:46TAT
哥们好狠，我还以为这个问题涉及量子物理呢，原来不是

引用回眸一炮的回应：个人见解，光波不会产生加速度。光波在介质中的速度改变其实是相速度的改变，并非是电磁场作用速度的改变。从经典力学机制看，光波通过介质时，电磁场会激发传播介质的极化，使得激发出了电荷产生附加电磁场，这个附加电场与原光波频率相同但有一定的相位差，电磁波的线性叠加性使得两波叠加显示出总的相速度的减小。若考察具体某个光子，则光子在外界射入介质时，频率不变故能量仍是hv，但振幅因介质极化消耗能量要减小一些，传播速度仍是c，因此没有加速度。

机械波也不会，波的传播只是能量随振动耗散的过程，加速度是对运动物体而言的，这里具体的振子仍在原处震荡，谈不上加速度。

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75楼
2011-07-14 21:57:35Matthew528
看了这么多，真是个很好的问题，一长串的物理博士，大部分看懂了，一小半没看懂，综合一下吧，定性科普讨论，不列公式，首先我们得把波定义为能量传输的方式，机械波，比较好理解，速度低，介质转换时，加速度体现为介质分子的加速度。电磁波包括光波，就是纯粹的能量，没有以太介质，没有质量，所以不存在加速度的经典力学概念，在不同介质中速度不一样是介质原子受激发的特性决定。光子是一个虚拟的概念，理解为能量包即可，频率越高，能量越大。
上面有一位谈到光子的动量问题以及悖论解决，我没太看懂。不过我想我总结的解答楼主问题应当是足够了。欢迎指出不足。
引用
76楼
2011-07-24 23:45:08巨木二
要不比喻成好多粒子走路吧，他们每个人都在自顾自的过河拆桥再过河再拆桥
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77楼
2011-08-08 23:26:44wheeler软件工程师 ψ
有关详见 http://www.hudong.com/wiki/%E7%94%B5%E7%A3%81%E6%B3%A2%E5%9C%A8%E5%90%84%E5%90%91%E5%BC%82%E6%80%A7%E5%AA%92%E8%B4%A8%E4%B8%AD%E7%9A%84%E4%BC%A0%E6%92%AD

引用Ekoms的回应：

我是想说
另外请问各向异性的介质中，光传播的速度和方向（不是介质）有关吗？

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78楼
2011-08-31 23:05:41╰苏格拉没有底╯®
要把波看做有型物质，也就是很小的粒子，这些粒子在不同的介质中传播由于介质密度不同，受到的阻力也相对不同，只要介质不变且密度均匀就不会发生速度的变化，也就不存在加速度，一旦介质改变但同样均匀，速度发生突变也不会有加速度。
引用
79楼
2011-08-31 23:08:28╰苏格拉没有底╯®
一楼说波不是物质一定是物理没学好（大多数波都是有型物质，只是这些粒子小到人根本看不到）
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80楼
2011-08-31 23:11:04╰苏格拉没有底╯®
看到楼上很多盆友都说波不是物质，我对中国教育感到很有鸭梨！
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81楼
2011-09-13 22:31:05小手呆呆兽
小时候玩过弹力球吧～你把光看成很多个弹力球（代表能量），你在屋子里屋子里跳动时它就局限在了墙体之间。（跳的高）
当这些弹力球突然被隔板挡住了，它就只能在隔板的限制下跳动。（跳的矮）
这样就能来想象为什么它的振幅会变化了。因为提供传播的“通道”宽窄变化了。
PS：以上只是提供理解，不是科学。
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82楼
2011-09-13 22:46:32小骗子生物技术学士 ψ
声波模型考虑中……
光速在不同介质中速度不一和路径有关吧
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83楼
2011-09-30 20:22:01慢慢游
这个要用到量子电动力学，波从真空进入一种介质时会发生波与介质内部原子实和电子的作用，从而改变其传播方向和速度。
根据得布罗意，任何波可以看成是一种粒子，他会与电子发生相互作用。
具体了解请看量子电动力学
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84楼
2011-10-08 20:38:37Edean
我觉得lz原本想问的和光的属性其实关系不大。。。声波在跨越不同介质时也会有速度改变，这个“加速度”是如何产生的？以及其他机械波也会有这个问题。
我的理解方向是，在机械波的范围内，波实际上是参与的质点的往复运动。这个质点的运动状况和波的速度、波长和频率都是有关系的。大概有点类似于电流和电子？波跨介质的改变就需要讨论质点和其相邻质点之间的关系。在这个意义上说，波是一种运动形式而不是物质的运动，所以加速的概念是不准确的。不知道我这么考虑有没有什么问题。
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85楼
2011-10-08 20:41:26Edean
我觉得这个靠谱了

引用回眸一炮的回应：个人见解，光波不会产生加速度。光波在介质中的速度改变其实是相速度的改变，并非是电磁场作用速度的改变。从经典力学机制看，光波通过介质时，电磁场会激发传播介质的极化，使得激发出了电荷产生附加电磁场，这个附加电场与原光波频率相同但有一定的相位差，电磁波的线性叠加性使得两波叠加显示出总的相速度的减小。若考察具体某个光子，则光子在外界射入介质时，频率不变故能量仍是hv，但振幅因介质极化消耗能量要减小一些，传播速度仍是c，因此没有加速度。

机械波也不会，波的传播只是能量随振动耗散的过程，加速度是对运动物体而言的，这里具体的振子仍在原处震荡，谈不上加速度。

引用
86楼
2011-10-08 20:43:10Edean
我觉得您说的是有问题的哎。
说“波不是物质”这句话是错的，也应该从德布罗意波的角度来说罢

引用╰苏格拉没有底╯®的回应：看到楼上很多盆友都说波不是物质，我对中国教育感到很有鸭梨！

引用
87楼
2011-12-01 18:20:12cyclingfree
什么波？不同的波有不同的原因吧
引用
88楼
2011-12-07 23:55:10杜兰杜兰
这么多专家在这儿。我羞答答地走了。
引用
89楼
2011-12-11 08:41:03已注销用户
你这问题很有趣，可以玩玩
引用
90楼
2011-12-31 23:18:31拉普拉斯

引用@凉薯的回应：速度的改变很好想象。在空气中分子距离远，一个分子要跑半天才能把动能传给下一个。通常密度大的介质传播速度快。
波不是物质，没有加速度

光是物质，本身就是粒子，直白的说自己能携带能量跑动的、干嘛要依靠别的物质波动呐?它本身就是能量的离散了
引用
91楼
2011-12-31 23:20:16拉普拉斯
补充一点儿、光是波粒二象性，讨论的时候可不可以不要忽视了它的粒子性、考虑它是离散的、能量表态的、然后考虑波动
引用
92楼
2011-12-31 23:24:26拉普拉斯

引用@╰苏格拉没有底╯® 的回应：一楼说波不是物质一定是物理没学好（大多数波都是有型物质，只是这些粒子小到人根本看不到）

也可以说波是形态的、是能量移动的表态。这个物理学家们也不要以偏概全、自己选择物质与否作一个相对出发点、然后去研究；也就是说、'定义"这个东西是在赋予条件而不是绝对条件，每个人有每个人的出发点、问题解决就好
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