平面波的意思、平面波的詳細解釋

平面波的解釋

[plane wave] 波陣面是平面的相當于平行射線的波

光波或其他電磁波等從一點向各方面發散出去形成球面，如果這種波從無限遠處傳來，所形成的球面就可以看作是一個平面，故稱平面波。在光波中光線和波面垂直，所以平面波的光線可以看作是平行的。

平的解釋平 í 不傾斜，無凹凸，像靜止的水面一樣：平地。平面。平原。均等：平分。平行（妌）。抱打不平。公平合理。與别的東西高度相同，不相上下：平列。平局。平輩。安定、安靜：平安。平服。治理，鎮壓：平

在漢語詞典及物理學專業術語中，平面波指波陣面為無限大平面、且在傳播過程中保持形狀不變的波動現象。其數學表達式可表示為：

psi(mathbf{r}, t) = A e^{i(mathbf{k} cdot mathbf{r} - omega t)}

其中，$A$為振幅，$mathbf{k}$為波矢，$mathbf{r}$為位置矢量，$omega$為角頻率，$t$為時間。

中國《物理學名詞審定委員會》将平面波定義為“波陣面為平面且振幅在空間均勻分布的波動”（全國科學技術名詞審定委員會官網）。

平面波是波動現象中的一種理想化模型，常見于物理和工程領域。以下是詳細解釋：

平面波指波陣面（等相位面）為無限大平面的波。在任一時刻，波在空間中沿傳播方向的垂直平面上具有相同的相位和振幅。例如，遠離波源處的光波或電磁波可近似視為平面波。

一維形式：簡諧平面波可表示為
$$
y(x, t) = A cos(kx - omega t + phi)
$$
其中，( A )為振幅，( k )為波數，( omega )為角頻率，( phi )為初相位。
三維形式：用複數表示為
$$
psi(mathbf{r}, t) = A e^{i(mathbf{k} cdot mathbf{r} - omega t)}
$$
( mathbf{k} )為波矢，方向與波傳播方向一緻。

平面波是理論模型，實際中需滿足“遠場條件”才能近似成立。其簡化形式為波動方程的分析提供了便利，尤其在傅裡葉變換和疊加原理中廣泛應用。