Pallomainen aalto

Pallomainen aalto  on aalto , jonka etuosa on pallo .

Hajaantuvan pallomaisen aallon vaihenopeusvektori on suunnattu säteittäiseen suuntaan lähteestä ("aalto hajoaa säteittäisesti lähteestä"), konvergoivan - kohti lähdettä. Pallomainen aalto on kätevä malli , todellisuudessa aaltorintama eroaa pallomaisesta lähteen ominaisuuksien ja tilan epähomogeenisuuden vuoksi. Lähteen etävyöhykkeellä optisen alueen kvasipalloaalto muodostetaan esimerkiksi pienikokoisella hehkulampulla ja radiotaajuisen aallon muodostaa antenni .

Määritelmä

Skalaariaallon osalta yhtälöllä on muoto

(1.2)

Oskillaattorista hajaantuvalle aallolle kaavassa (1.2) käytetään merkkiä , konvergoivan aallon sijaan - . Tällainen aalto täyttää aaltoyhtälön , ja suppenevien ja hajaantuvien aaltojen superpositio (erityisesti seisova pallomainen aalto) on myös ratkaisu aaltoyhtälöön.

Funktio , yleisesti ottaen, voi olla mikä tahansa, mutta voimme erottaa harmonisen tapauksen

Harmoninen palloaalto

Harmoninen symmetrinen pallomainen aalto väliaineessa ilman absorptiota saadaan yhtälöllä

(1.1)

missä  on etäisyys lähteestä meitä kiinnostavaan kohtaan;

 on värähtelyjen laskeva amplitudi ;  - pyöreä taajuus ;  on kuvitteellinen yksikkö ;  on aaltonumero ; '—'-merkki vastaa hajaantuvaa aaltoa ja '+'-merkki vastaa suppenevaa aaltoa.

Jos arvo määrittää häiriön tietyssä pisteessä ja tiettynä aikana, niin tietyn ajan energiaa viedään pois Mutta koska pallon pinta - ala kasvaa , funktion virtaus pysyy muuttumattomana.

Linkit

Katso myös