波在传播时,介质中各质元都在各自的平衡位置附近振动,因而具有动能,同时介质要产生形变,因而具有弹性势能。介质的动能与势能之和称为波的能量。平面简谐波为例,质元的动能和势能都随时间作简谐振动,它们有相同的振幅,角频率,位相。意味着质元经过平衡位置时,具有最大的振动速度,同时其形变也最大。
为什么波长越长穿透能力越强
波长越长,绕射的能力越强,例如无限电波可以绕过高楼大厦传播、红灯的灯光比绿光和黄光更能穿透雾霭传播到远处以提醒司机。波长越短,波的能量越大,贯穿能力越强,例如X光可贯穿皮肤、骨骼,紫外线能杀死细菌、强的紫外线能引起皮肤癌等。
在相互作用力是“耗散力”(如摩擦力)时,设物体由A点(假设它是势能零点)移到B点克服它做功为W,当物体由B点回到A点时,它并不能对物体做功,故不能说由于耗散力存在使物体具有了势能。
与此相反,如果上述过程是在保守力作用下进行的,那么物体从B回到A时,保守力对物体做的功正好等于W,这是因为保守力所做的功才只与物体的初始和最终的相对位置有关。如果物体不受其它力的作用那么这个功W就使物体得到同样多的动能。
故我们说物体在B点有势能W。总之势能的大小由体系内各物体之间保守力所作的功来量度。势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。势能是一个相对量。选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
为什么波长越长折射率越小
不同的光波入射到某一种介质材料,其对应的折射率是不一样的。因此才有了折射率和波长的关系。如果不考虑色散效应,那么折射率(某种材料的属性)与入射光的波长无关。公式是绝对折射率n=c/v=sin(入射角)/sin(折射角);相对折射率n=v1/v2=sin(入射角)/sin(折射角)。