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莫非……
“罗峰同学,难道肥鱼先生已经推导出了波运动的数学表达式?”
徐云依旧没有直接回答这个问题,而是继续在纸上写了起来。
他先在之前绘制出的函数图像上做了个基础的坐标系。
又在X轴方向上画了个→,写上了一个V字。
这代表着一个波以一定的速度v向x轴的正方向运动。
接着徐云解释道:
“首先我们知道,一个波是在不停地移动的。”
“这个图像只是波在某个时刻的样子,它下一个时刻就会往右边移动一点。”
法拉第等人齐齐点了点头。
这是标准的人话,不难听懂。
至于波在下个时刻移动了多少也很好计算:
因为波速为v,所以Δt时间以后这个波就会往右移动v·Δt的距离。
随后徐云在其中一个波峰上画了个圈,又说道:
“在数学角度上来说,我们可以把这个波看成一系列的点(x,y)的集合,这样我们就可以用一个函数y=f(x)来描述它,对吧?”
函数就是一种映射关系,在函数y=f(x)里,每给定一个x,通过一定的操作f(x)就能得到一个y。
这一对(x,y)就组成了坐标系里的一个点,把所有这种点连起来就得到了一条曲线——这是货真价实的初一概念。
接着徐云又在旁边写了个t,也就是时间的意思。
因为单纯的y=f(x),只是描述某一个时刻的波的形状。
如果想描述一个完整动态的波,就得把时间t考虑进来。
也就是说波形是随着时间变化的,即:
图像某个点的纵坐标y不仅跟横轴x有关,还跟时间t有关,这样的话就得用一个二元函数y=f(x,t)来描述一个波。
但是这样还不够。
世界上到处都是随着时间、空间变化的东西。
比如苹果下落、作者被读者吊起来抖,它们跟波的本质区别又在哪呢?
答案同样很简单:
波在传播的时候,虽然不同时刻波所在的位置不一样,但是它们的形状始终是一样的。
也就是说前一秒波是这个形状,一秒之后波虽然不在这个地方了,但是它依然是这个形状。
这是一个很强的限制条件。
既然用f(x,t)来描述波,所以波的初始形状(t=0时的形状)就可以表示为f(x,0)。
经过了时间t之后,波速为v。
那么这个波就向右边移动了vt的距离,也就是把初始形状f(x,0)往右移动了vt。
因此徐云又写下了一个式子:
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