主要区别
机械波和电磁波的主要区别在于,机械波的传播需要介质(空气或水),而电磁波的传播不需要介质(可以在空间中传播)。
机械波(mechanical waves) vs. 电磁波(electromagnetic waves)
机械波必须穿过介质,而电磁波不需要穿过介质。机械波通常不是由任何东西产生的,因为它们是由等离子体、液体、固体和气体等介质中的扰动或振动产生的,而电磁波是由电磁能之类的东西产生的,它是宇宙中传播的最重要的能量。机械波通常是由波的振幅而不是由波的频率引起的;另一方面,电磁波是由带电粒子的振动形成的。
机械波一般被认为是一种周期性扰动;相反,电磁波被称为电荷扰动。机械波的例子是当一块石头扔到水池中间时,在水池中形成的波纹;在另一方面,电磁波的例子是无线电信号和光。机械波的速度通常由源的弹性性质决定;另一方面,电磁波的速度通常与源的折射率成反比。
机械波比电磁波慢,空气中的声速为332 m/s;另一方面,电磁波的传播速度通常比真空中光速为3 x l0 8 m/s的机械波快得多。机械波的类型可以是纵波和横波,但是电磁波只能是横波。机械波是由于介质中粒子的振动而产生的;另一方面,电磁波是由波动的电场和磁场产生的。磁场通常具有低频和**长;相反,电磁波通常具有高频和低波长。
比较图
什么是机械波(mechanical waves)?
必须要有介质才能传播的波称为机械波。不过,介质不需要是气体或液体介质,因为机械波也可以通过固体传播。像声音这样的机械波从介质传播时会产生压缩,如液体、固体、气体或等离子体介质,干扰物质的分子。例如,当声波通过空气介质时,引起空气分子的位移,当声波在介质中传播时,会以特定的频率与空气中的其他分子发生振动和碰撞。
空气分子会跳回到原来的位置;对于每一种力,都会在介质中形成一种相等而相反的力。结果,分子来回振动,类似于源。一般情况下,气体和液体的波传播是正确的,但对较厚的物质通常不是这样。机械波的类型可以是纵波和横波。
横波和纵波一般都是在单一介质中混合的表面波。机械波通常进行能量传输。这种传输的能量在与波的方向相同的方向上传播。任何波,无论是机械波还是电磁波,都是由一定的能量组成的。
机械波只能在含有惯性和弹性的介质中形成。机械波通常包含一次能量的贡献。一旦在波的传播中加入一次能量,波就会在介质中传播,直到所有的波能都发生位移。机械波的例子是,当一块石头扔到水池中间时,在水池中形成的波纹中可以看到机械波。
类型
- 横波:波向介质(如光)成直角移动。
- 纵波:波的移动方向与介质的方向相等,例如声音。
- 表面波:表面波在介质外或两种介质之间横向传播,如海洋、水池、湖泊或任何其他类型水体中的表面波。
什么是电磁波(electromagnetic waves)?
在介质之间传播和振荡不需要介质的波称为电磁波。电磁波可以是光波,但它们通常不只是由我们能看到的可见光组成。电磁波通常传播前进的能量,但从不使用介质传播,这就是为什么光可以很容易地从介质太阳到达地球。
如果电磁波以某种方式是机械的,那么地球上就可能没有热、光或生命。电磁波是由类似电磁能的东西产生的,它是宇宙中传播的最重要的能量。电磁波的各种例子有无线电和信号光。
类型
- 无线电波:即时通讯
- 微波:数据和热量
- 红外线:看不见的热波
- 可见光:光线
- 紫外线:高能光
- X射线:穿透辐射
- 伽马射线:核能
主要区别
- 机械波通常通过物质传播,而电磁波不需要通过介质传播。
- 机械波不是由波的频率产生的,而是由波的振幅形成的;另一方面,当带电粒子发生振动时,就会形成电磁波。
- 机械波一般被认为是一种周期性扰动;相反,电磁波被称为一种扰动。
- 机械波只在等离子体、液体、固体和气体等介质中由振动或扰动产生,而电磁波是宇宙中传播最重要的能量,因为它们是由电磁能产生的。
- 利用源的弹性特性来确定机械波的速度;另一方面,电磁波的速度与源的折射率成反比。
- 机械波在空气中以332 m/s的速度传播较慢;另一方面,电磁波在真空中的传播速度通常比光速为3 x l0 8 m/s的机械波快得多。
- 纵波和横波都可以是机械波的类型,但是电磁波只能是横波。
- 由于介质中粒子的振动,也会导致机械波的形成;另一方面,电场和磁场中的波动会产生电磁波。
- 磁场通常包含**长和低频;相反,电磁波包含低波长和高频率。
- 机械波的例子是,当一块石头扔到水池中间时,水池中形成的波纹会产生机械波;另一方面,电磁波的例子是无线电信号和光。
结论
上述讨论得出结论:机械波通常是由波的振幅而不是由波的频率引起的,通常需要一种介质来传播;另一方面,电磁波是由带电粒子的振动形成的,不需要介质来传播。