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波动方程式英文解释翻译、波动方程式的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【电】 wave equation

分词翻译:

波动方程的英语翻译:

【计】 wave equation
【化】 wave equation

式的英语翻译:

ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type

专业解析

波动方程式(Wave Equation)是描述波在介质中传播规律的二阶线性偏微分方程。其标准数学表达式为:

$$ frac{partial u}{partial t} = c abla u $$

式中,$u$代表位移函数,$c$为波速,$ abla$是拉普拉斯算子。该方程最早由达朗贝尔于1747年提出,现已成为声学、电磁学、地震学等领域的核心工具。

从汉英词典视角解析:

  1. 振幅(Amplitude):波峰到平衡位置的最大距离,对应英文术语常用于描述声波强度计算
  2. 波速(Wave Velocity):由介质弹性模量和密度共同决定,满足$c=sqrt{E/rho}$的物理关系
  3. 行波(Traveling Wave):满足方程$u(x,t)=f(x-ct)+g(x+ct)$的解,体现波动的双向传播特性

该方程在工程领域具有重要应用价值,例如:

权威参考文献包括剑桥大学出版的《偏微分方程导论》和《IEEE声学汇刊》收录的数值解法研究论文。具体实验验证数据可在中国科学院声学研究所的开放数据库中查询。

网络扩展解释

波动方程式(Wave Equation)是描述波动现象传播规律的偏微分方程,广泛应用于物理学、工程学等领域。其核心形式与解释如下:


一、基本形式

一维波动方程的标准形式为: $$ frac{partial u}{partial t} = c frac{partial u}{partial x} $$


二、物理意义

  1. 描述波的传播
    方程表明波的加速度(时间二阶导)与空间曲率(空间二阶导)成正比,即波的能量通过介质传递,且形状保持恒定速度传播。

  2. 线性与叠加性
    方程是线性的,满足叠加原理:多个波的叠加仍是方程的解。


三、推导思路(以弦振动为例)

  1. 假设条件:均匀细弦受微小横向振动,忽略重力与能量耗散。
  2. 牛顿定律应用:通过分析弦微元的受力平衡,结合胡克定律,最终导出方程。

四、典型解与现象

  1. 达朗贝尔解(行波解)
    解的形式为:( u(x,t) = f(x - ct) + g(x + ct) ),表示向右(( f ))和向左(( g ))传播的波。

  2. 驻波
    当边界条件固定时,解表现为节点不动的驻波(如琴弦振动)。


五、应用领域

  1. 声学:声波在空气或固体中的传播。
  2. 电磁学:麦克斯韦方程组可导出电磁波的波动方程。
  3. 地震学:分析地震波在地球内部的传播路径。

扩展形式


波动方程式是理解自然和工程中波动现象的基础工具,其数学结构简洁却深刻,揭示了能量传递的普适规律。

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