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波

波或波动，英文Wave。在物理学领域，波指的是物体在空间或者介质内发生扰动或者振荡时，产生的能量传播的形态，例如声波、水波、电磁波和机械波等。

波动方程 (Wave Equation)

对于物理学领域的各种波动现象，例如声波、光波、无线电波，都可以用波动方程来描述。

图片来源：wikipedia.org

波动方程是一种重要的双曲线偏微分方程，其最简形式可以表示为位置x和事件t的函数方程式。

$\frac{{{\partial ^2}x(z,t)}}{{\partial {t^2}}} = {c^2}\frac{{{\partial ^2}x(z,t)}}{{\partial {z^2}}}$

其中c是一个常量，代表波的传播速度，在常压(1个标准大气压)，常温(20摄氏度)的空气中，c约为343 米/秒。如右图所示为从单点源散发出的球面波形态。

波数 (Wave Number)

波数是表征波的特性的一个特征量，定义为每2π长度内波动重复的次数，其计算公式如下所示:

$k = \frac{\omega }{c} = \frac{{2\pi }}{\lambda }$

其中 $k$ 指的是波数， $\omega$ 指的是角速度， $\lambda$ 指的是波长，波数与波长成反比关系。

波长 (Wave Length)

波长指的是在某一固定频率内，沿着波的传递方向，离平衡位置的时间和位移皆相同的两质点之间的最短距离，通常用 $\lambda$ 来表示，如下图所示为一简单的正弦波的波长示意图

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