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波矢量的物理意義

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波矢量的物理意義

波矢是一種表示波的矢量的方法。波矢是一個矢量,其大小表示角波數。波矢有兩種常見的定義,區別在於振幅因子是否乘以2π,兩種定義分別用於物理學和晶體學以及它們的相關領域。

傳播方向和波矢方向的區別:

光線方向一般指的是能流密度矢量,即坡印廷矢量S的方向.波矢的方向k則與S有可能不同.

1、在各向同性介質中,k與S同向。

2、在各向異性介質中,k與S不同向。

這是因爲k矢量垂直於D矢量即電位移矢量,而D與E之間有一個介電係數的關係.這個介電係數在各向同性介質中是單純的一個數,即線性關係,但是在晶體中是一個張量,所以有夾角。

在晶體學中,描述相同的波的方程略有不同。

不同點在於:晶體學定義使用了頻率ν,而不是角頻率ω,由公式2πν=ω,二者可以相互轉換。這種置換主要反映了在晶體學中的常見應用。波數k以及波矢k的定義方式不同。此處的k=|k|=1/λ,而在物理學定義中,k=|k|=2π/λ。

波矢量的物理意義

波矢k的物理意義是一種表示波的矢量的方法。波矢是一個矢量,其大小表示角波數,其方向表示波傳播的方向。波矢有兩種常見的定義,區別在於振幅因子是否乘以2π,兩種定義分別用於物理學和晶體學以及它們的相關領域。

x爲位置t爲時間Ψ(x和t的函數)是對波進行描述的擾動(例如對於海浪,Ψ是超出水面的高度對於聲波,Ψ是超氣壓)A是波的振幅(振動的峯值)φ是相位偏移,描述了兩個波互相之間不同步的程度ω是波的角頻率,描述了在一個給定點波振動的快慢程度k是角波數,與波長成反比,由|k|=2π/λ求出。此波在+x方向上行進,相速度爲ω/k。

波矢量的物理意義

微觀粒子具波粒二象性,無法在確定的時間確定電子在空間的位置,而是以機率的方式,同時在這又同時在那。

電子衍射實驗也證實了電子波的存在。波矢代表波行進的方向矢量,其大小爲波長的倒數乘2pai.