主要區別
機械波和電磁波的主要區別在於,機械波的傳播需要介質(空氣或水),而電磁波的傳播不需要介質(可以在空間中傳播)。
機械波(mechanical waves) vs. 電磁波(electromagnetic waves)
機械波必須穿過介質,而電磁波不需要穿過介質。機械波通常不是由任何東西產生的,因為它們是由等離子體、液體、固體和氣體等介質中的擾動或振動產生的,而電磁波是由電磁能之類的東西產生的,它是宇宙中傳播的最重要的能量。機械波通常是由波的振幅而不是由波的頻率引起的;另一方面,電磁波是由帶電粒子的振動形成的。
機械波一般被認為是一種週期性擾動;相反,電磁波被稱為電荷擾動。機械波的例子是當一塊石頭扔到水池中間時,在水池中形成的波紋;在另一方面,電磁波的例子是無線電訊號和光。機械波的速度通常由源的彈性性質決定;另一方面,電磁波的速度通常與源的折射率成反比。
機械波比電磁波慢,空氣中的聲速為332 m/s;另一方面,電磁波的傳播速度通常比真空中光速為3 x l0 8 m/s的機械波快得多。機械波的型別可以是縱波和橫波,但是電磁波只能是橫波。機械波是由於介質中粒子的振動而產生的;另一方面,電磁波是由波動的電場和磁場產生的。磁場通常具有低頻和**長;相反,電磁波通常具有高頻和低波長。
比較圖
什麼是機械波(mechanical waves)?
必須要有介質才能傳播的波稱為機械波。不過,介質不需要是氣體或液體介質,因為機械波也可以透過固體傳播。像聲音這樣的機械波從介質傳播時會產生壓縮,如液體、固體、氣體或等離子體介質,干擾物質的分子。例如,當聲波透過空氣介質時,引起空氣分子的位移,當聲波在介質中傳播時,會以特定的頻率與空氣中的其他分子發生振動和碰撞。
空氣分子會跳回到原來的位置;對於每一種力,都會在介質中形成一種相等而相反的力。結果,分子來回振動,類似於源。一般情況下,氣體和液體的波傳播是正確的,但對較厚的物質通常不是這樣。機械波的型別可以是縱波和橫波。
橫波和縱波一般都是在單一介質中混合的表面波。機械波通常進行能量傳輸。這種傳輸的能量在與波的方向相同的方向上傳播。任何波,無論是機械波還是電磁波,都是由一定的能量組成的。
機械波只能在含有慣性和彈性的介質中形成。機械波通常包含一次能量的貢獻。一旦在波的傳播中加入一次能量,波就會在介質中傳播,直到所有的波能都發生位移。機械波的例子是,當一塊石頭扔到水池中間時,在水池中形成的波紋中可以看到機械波。
型別
- 橫波:波向介質(如光)成直角移動。
- 縱波:波的移動方向與介質的方向相等,例如聲音。
- 表面波:表面波在介質外或兩種介質之間橫向傳播,如海洋、水池、湖泊或任何其他型別水體中的表面波。
什麼是電磁波(electromagnetic waves)?
在介質之間傳播和振盪不需要介質的波稱為電磁波。電磁波可以是光波,但它們通常不只是由我們能看到的可見光組成。電磁波通常傳播前進的能量,但從不使用介質傳播,這就是為什麼光可以很容易地從介質太陽到達地球。
如果電磁波以某種方式是機械的,那麼地球上就可能沒有熱、光或生命。電磁波是由類似電磁能的東西產生的,它是宇宙中傳播的最重要的能量。電磁波的各種例子有無線電和訊號光。
型別
- 無線電波:即時通訊
- 微波:資料和熱量
- 紅外線:看不見的熱波
- 可見光:光線
- 紫外線:高能光
- X射線:穿透輻射
- 伽馬射線:核能
主要區別
- 機械波通常透過物質傳播,而電磁波不需要透過介質傳播。
- 機械波不是由波的頻率產生的,而是由波的振幅形成的;另一方面,當帶電粒子發生振動時,就會形成電磁波。
- 機械波一般被認為是一種週期性擾動;相反,電磁波被稱為一種擾動。
- 機械波只在等離子體、液體、固體和氣體等介質中由振動或擾動產生,而電磁波是宇宙中傳播最重要的能量,因為它們是由電磁能產生的。
- 利用源的彈性特性來確定機械波的速度;另一方面,電磁波的速度與源的折射率成反比。
- 機械波在空氣中以332 m/s的速度傳播較慢;另一方面,電磁波在真空中的傳播速度通常比光速為3 x l0 8 m/s的機械波快得多。
- 縱波和橫波都可以是機械波的型別,但是電磁波只能是橫波。
- 由於介質中粒子的振動,也會導致機械波的形成;另一方面,電場和磁場中的波動會產生電磁波。
- 磁場通常包含**長和低頻;相反,電磁波包含低波長和高頻率。
- 機械波的例子是,當一塊石頭扔到水池中間時,水池中形成的波紋會產生機械波;另一方面,電磁波的例子是無線電訊號和光。
結論
上述討論得出結論:機械波通常是由波的振幅而不是由波的頻率引起的,通常需要一種介質來傳播;另一方面,電磁波是由帶電粒子的振動形成的,不需要介質來傳播。