Fala płaska: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m drobne merytoryczne, drobne redakcyjne, poprawa linków
m drobne techniczne
Linia 1:
[[Plik:Fala plaska 3d.gif|thumb|300px|Animacja trójwymiarowa przedstawiająca propagację fali płaskiej.]]
[[Plik:Plane wave wavefronts 3D.svg|right|thumb|300x300px300px|Graficzne przedstawienie fali płaskiej w przestrzeni]]
[[Plik:Plane wave.gif|thumb|Rozchodzenie się fali płaskiej na płaszczyźnie]]
 
'''Fala płaska''' – jest to [[fala]], której powierzchnie falowe (powierzchnie o jednakowej [[faza fali|fazie]]) tworzą równoległe do siebie linie proste, gdy fala rozchodzi się po powierzchni, lub płaszczyzny, gdy rozchodzi się w przestrzeni trójwymiarowej.
 
Matematycznie funkcja opisująca falę płaską jest rozwiązaniem [[równanie falowe|równania falowego]]. Funkcja ta nosi nazwę [[Funkcja falowa|funkcji falowej]] ma postać:
:: <math>u(\vec{x},t) = A e^{i(\vec{k}\,\vec{x} - \omega t)}</math>
gdzie:
*: ''<math>i''</math> – [[jednostka urojona]],
*: <math>\vec{k}</math> – [[wektor falowy]],
*: ''ω''<math>\omega</math> – [[pulsacja|częstość kołowa]],
*: ''<math>A''</math> – [[amplituda]] fali.
 
Dobierając układ współrzędnych tak, by fala rozchodziła się wzdłuż osi ''X'', równanie powyższe upraszcza się do:
:: <math>u(x,t) = A e^{i(k x - \omega t)}\,</math>
 
Dobierając układ współrzędnych tak, by fala rozchodziła się wzdłuż osi ''<math>X''</math>, równanie powyższe upraszcza się do:
:: <math>u(x,t) = A e^{i(k x - \omega t)}\,</math>
lub
:: <math>u(x,t) = A \cos(k x - \omega t)\,</math>
Występujące w tych dwóch równaniach ''<math>k''</math> jest nazywane [[Liczba falowa|liczbą falową]].
 
== Zastosowanie w mechanice kwantowej ==
Fala płaska jest rozwiązaniem [[Równanie Schrödingera|równania Schrödingera]] dla [[cząstka swobodna|cząstki swobodnej]]. [[Funkcja falowa]] ma postać:
:: <math>\Psi(x,t)=A e^{i (k x - \omega t)} \,</math>
''<math>k''</math> jest zaś związane z [[Pęd (fizyka)|pędem]] cząstki zależnością:
:: <math>p = \hbar k</math>
gdzie <math>\hbar</math> jest [[stała Plancka|stałą Plancka]] podzieloną przez <math>2\pi</math>.
 
== Zobacz też ==