
【化】 nonmonochromatic wave
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【計】 negate; NOT; not that
【醫】 non-
【化】 monochromatic wave
非單色波(Non-monochromatic Wave)是指包含多個頻率成分或具有連續頻譜的波動現象。與理想化的單色波(單一頻率、無限長波列)不同,非單色波在時域上表現為波包的有限持續時間,頻域上則呈現頻譜展寬特性。該概念在光學、無線電通信和量子力學中均有重要應用。
從物理特性分析,非單色波的數學表達可表示為: $$ psi(t) = int_{-infty}^{infty} A(omega)e^{i(omega t - kz)} domega $$ 其中$A(omega)$為頻譜密度函數,$omega$為角頻率,$k$為波數。這種時頻域的雙重特性使其在色散介質中傳播時會産生群速度與相速度分離現象。
實際工程應用中,非單色波主要呈現以下特征:
參考文獻:
非單色波是指不包含單一頻率成分的波動,其頻譜具有一定寬度,由多個頻率相近的波疊加而成。以下是詳細解釋:
基本定義
非單色波與理想單色波相對。理想單色波具有嚴格單一頻率(如$E(x,t)=Acos(kx-omega t)$),而非單色波的頻率分布在某一範圍内,例如實際光源發出的光波。
實際組成
非單色波并非單一頻率,而是由多個頻率非常接近的波組合而成。例如,激光雖接近單色,但仍存在微小頻寬;普通光源(如鈉燈)的光譜線更寬,包含更多頻率成分。
頻帶寬度與單色性
非單色波的頻帶寬度($Delta
u$)決定了其單色性:頻帶越窄,單色性越好;反之則越差。例如,白光的頻帶極寬,屬于典型的非單色波。
與理想單色波的對比
物理原因
産生非單色性的因素包括:原子能級自然展寬、輻射阻尼效應,以及光源内部粒子運動的隨機性。例如,原子躍遷時釋放的光子因能級寬度不同,導緻光譜線展寬。
非單色波是實際波動現象的普遍形态,其多頻特性在光學、通信等領域需特别考慮(如色散效應)。如需進一步了解頻寬計算或具體應用,可參考波動光學相關教材或文獻。
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