Бегущая волна
Бегущая волна — волновое движение, при котором поверхность равных фаз (фазовые волновые фронты) перемещается с конечной скоростью (постоянной для однородной среды). Примерами могут служить упругие волны в стержне, столбе газа или жидкости, электромагнитная волна вдоль длинной линии или в волноводе[1].
В отличие от стоячих волн, бегущие волны при распространении в среде переносят энергию. С бегущей волной, групповая скорость которой отлична от нуля, связан перенос энергии, импульса или других характеристик процесса[2].
Эволюцию бегущей волны во времени [math]\displaystyle{ t }[/math] и пространстве [math]\displaystyle{ z }[/math] можно описать выражением:
- [math]\displaystyle{ y(z,t) = A(z, t)\sin (kz - \omega t + \varphi), }[/math]
где [math]\displaystyle{ A(z,t) }[/math] — амплитудная огибающая волны, [math]\displaystyle{ k }[/math] — волновое число и [math]\displaystyle{ \varphi }[/math] — фаза колебаний. Фазовая скорость [math]\displaystyle{ v_p }[/math] этой волны даётся выражением
- [math]\displaystyle{ v_p = \frac{\omega}{k}= \lambda f, }[/math]
где [math]\displaystyle{ \lambda }[/math] — это длина волны.
Частные случаи
Стоячая волна является частным случаем бегущей волны с [math]\displaystyle{ v_{gr} = 0 }[/math], где [math]\displaystyle{ v_{gr} }[/math] — групповая скорость волны.
То есть, две одинаковые периодические бегущие волны (в рамках справедливости принципа суперпозиции), распространяющиеся в противоположных направлениях, образуют стоячую волну[2].
Частично бегущая волна
Возникает при разных амплитудах.
Характеристика
Характеризуется или коэффициентом бегущей волны (КБВ), или коэффициентом стоячей волны (KCB), или коэффициентом отражения Г, равным отношению амплитуд встречных волн[2]:
KCB = 1/КБВ = (1+|Г|²)/(1-|Г|²)
По линиям передач оптимальная передача энергии требует их согласование: получение в линии режима бегущей волны — KCB=1, Г=0.
Такой режим для цепей с сосредоточенными параметрами будет соответствовать равенству внутреннего сопротивления источника сопротивлению нагрузки.
См. также
Примечания
- ↑ БЕГУЩАЯ ВОЛНА. Дата обращения: 23 ноября 2015. Архивировано 22 октября 2015 года.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Физическая энциклопедия. Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано 20 февраля 2012 года.
Ссылки
 | Для улучшения этой статьи желательно: |