파도.

영문 원문 주소:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/waves/watwav2.html
해양 에서 이상 화 된 행진 파 의 속 도 는 파장 에 의존 하고 비교적 얕 은 해역 에서 이 속 도 는 물의 깊이 에 의존한다.파 의 속도 관계 표현 식 은?
깊 은 물 구역 에서 표현 식 의 어차피 절 함수 가 1 에 가 까 워 지기 때문에 근호 식 의 첫 번 째 항목 은 깊 은 물의 파속 을 결정 한다.tanh 함수 의 한 계 는:
따라서 파속 표현 식 의 극한 상황 은:
파도 의 이런 간소화 처 리 는 이 문제 의 복잡성 을 묘사 하기 에는 부족 하 다.이 과 제 는 당연히 철저하게 연 구 됐 지만 파도 의 모든 상황 에 적용 할 수 있 는 단일 모델 은 하나 도 없다.이미 얻 은 결론 들 은 여기에서 총 결 될 것 이다.
파도 가 기본 적 인 파 관계 식 c=f 를 따른다 고 가정 하 다.λ，그 중에서 c 는 파속 이나 celerity 를 나타 내 고 celerity 는 진행파 가 주파 의 속도 에 비해 현재 또는 순 류 속도 도 포함 된다.
파도 의 모양 은 보통 사인 파 로 묘사 되 지만 실험 파형 은 보통 차 사이클로이드(trochoid)로 묘사 된다.한 번 의 사이클로이드 는 동그라미 가 직선 을 따라 앞으로 굴 러 갈 때 동그라미 위 에 조금씩 지나 간 흔적 곡선 으로 정의 된다.
차 사이클로이드 에 대한 보충 은 다음 절 을 보 세 요.
변 폭 이 시간 에 비해 차 사이클로이드 는 모양 에 있어 서 사인 곡선 에 가 까 워 질 수 있 지만,그들의 모양 이 다르다 는 것 을 발견 할 수 있 을 것 이다.사인 곡선 에 비해 차 사이클로이드 의 파 봉 은 더욱 좁 고,파장 이 증가 할 때 파 봉 은 더욱 가 파 르 게 변 할 것 이다.
차 사이클로이드 모양 의 발견 은 하나의 관찰 결과 에서 비롯 된다.파도 가 지나 갈 때 물 속 의 예 는 원주 운동 을 하지만 그들의 위 치 는 뚜렷하게 전진 하지 않 는 다.파 봉 이 지나 갈 때 물의 운동 은 앞으로 향 하고 파 곡 이 지나 갈 때 물의 운동 은 뒤로 향 하기 때문에 현재 의 파 봉 이 왔 을 때 다시 최초의 위치 로 돌 아 왔 다(실제로 실험 에 따 르 면 파도 속 의 물 은 약간 전진 하지만 거 리 는 전체적인 원주 운동 에 비해 매우 작다).
위 에서 von Arx 를 돌 리 는 삽 화 는 파 도 를 따라 서로 다른 물 을 점 치 는 운동 방향 을 보 여 준다.
Bascom 은 조파 저수지 로 물의 원주 운동 을 연 구 했 는데 그림 에서 원 은 완전한 파장 이 통과 할 때 매체 의 완전한 운동 을 대표 한다.통상 적 인 방법 은 물 에 작은 기름 을 주입 하여 산화아연 으로 하 얗 게 만 들 고 밀 도 를 조절 하여 물의 밀도 와 일치 하 게 하 는 것 이다.그러면 연못 양쪽 에서 운동 궤적 을 묘사 할 수 있다.실험 에 의 하면 궤 도 는 파 도 를 따라 행진 하 는 방향 에 약간의 행진 거리 가 있 는 것 을 발견 하 였 다.
실제로 물의 동그라미 운동 은 일정한 깊이 에서 전후의 진동 으로 편평 해 지 는 현상 은 잠수부 들 이 얕 은 암초 에서 쉽게 관찰 할 수 있다.위의 파도 운동 의 영향 은 암초 위 에 떠 있 는 잠수부 의 전후 운동 으로 바 뀌 었 고 부 드 러 운 산호초 와 물밑 식물 을 통 해 관찰 할 수 있다.
위의 모든 파도 에 대한 묘 사 는 긴 파장 의 파도 에 적용 되 는데 von Arx 는 이 를'중력파'라 고 부 르 는데 주로 중력 과 관성 에 의 해 제 어 된 것 을 의미한다.그것들의 파속 은 파장 의 증가 에 따라 증가 하 는데,이 현상 을'정상 파 산'이 라 고 부른다.파장 이 1.73cm 이하 인 파 는 물의 표면 장력 이 작용 하 는데,이 파 von Arx 를'모세 파'라 고 하 는데,이 파 의 파속 은 파장 의 단축 에 따라 증가 하 는데,이 현장 을'이상 파 산'이 라 고 부른다.1.73cm 파장 에서 가장 작은 파속 은 23.1cm/s 이다.아래 에서 von Arx 로 전 환 된 그림 은 깊 은 물 속도 와 파장 의 관 계 를 보 여 준다.
작은 문 파 나 모세 파 는 바람 이 잔잔 한 수면 을 지나 갈 때 둥 근 아치형 의 파 봉 과 v 형의 홈 이 있 는 것 으로 처음 관찰 되 었 다.Von Arx 는 이 파 도 를 마치 바람 이 물 을 꽉 잡 는 것 처럼 표현 했다.왜냐하면 그들 은 수량 이 많 고 바람 보다 느리게 뛰 기 때문이다.
주어진 파장 에 대해 서 는 파장 이 증가 할 때 파도 모양 을 나타 내 는 차 사이클로이드 의 모양 이 달라 진다.
파장 이 증가 하면 파 봉 은 더욱 좁 고 가 파 를 것 이다.Bascom 은 조 파 저수지 실험 을 통 해 파 높이 와 파장 의 최대 비 는 1:7 이 고 파 봉 간 의 최소 각 도 는 120°임 을 입증 했다.이 비율 위 에 서 는 파 가 불안정 해 집 니 다.
차 사이클로이드 파도 모형
파도 가 해안 으로 향 할 때 얕 은 물 은 파속 을 낮 춰 파장 이 짧 아 지고 파 봉 이 높아진다.파 봉 은 불안정 해 지고 아래 물 보다 빨리 움 직 이기 때문에 앞으로 부서 진다.
행진 파 의 파 관계 식
간단 한 주기 적 전파 파 는 사인 파 의 형식 으로 나타난다.공간 에서 전파 되 는 파 가 어느 순간 에 나타 나 는 모습 은 파 의 속성:주기,파장 과 전파 속도 간 의 관 계 를 설명 할 수 있다.
운동 관계 식'거리=속도 x 시간'은 기본 파 관계 식 의 핵심 이다.파장 을 거리 로 하면 이 관계 식 은λ=vT。f=1/T,표준 파 관계 식 도 출
이것 은 통용 되 는 파 관계 식 으로 음파,광파,기타 전자파,그리고 역학 매체 에 적용 되 는 파 이다.
차 사이클로이드
차 사이클로이드 는'길이(짧 은)폭 의 로터 선'이 라 고도 부른다.하나의 동 원 이 일정한 직선 을 따라 미 끄 러 지지 않 고 구 를 때 동 원 밖 이나 동 원 안의 일정한 점 의 궤적 을 움직인다.그림 에서 직각 좌표 계 를 구축 하고 동 원 의 반지름 을 a 로 설정 하 며 원심 에서 원 외(내)정점 m 의 거 리 는 b 이 고 차 사이클로이드 의 매개 변수 방정식 은?
b＞a 시 긴 폭 의 회전 선 이 고 b＜a 시 짧 은 폭 의 회전 선 이 며 b=a 시 는 진동 선 이다.

clear all;clc;
phi=0:pi/20:8*pi;
 
subplot(3,1,1);
b=2;a=4;
x=a*phi-b*sin(phi);
y=a-b*cos(phi);
plot(x,y);axis equal;
 
subplot(3,1,2);
b=4;a=4;
x=a*phi-b*sin(phi);
y=a-b*cos(phi);
plot(x,y);axis equal;
 
subplot(3,1,3);
b=6;a=4;
x=a*phi-b*sin(phi);
y=a-b*cos(phi);
plot(x,y);axis equal;

matlab 그림 그리 기: 
횡파
횡 파 에 있어 서 매체 의 오프셋 방향 은 파 의 전파 방향 에 수직 으로 있다.연못 의 파문,밧줄 위의 파 등 은 모두 매우 직관 적 인 횡 파 의 예 이다.
횡 파 는 기체 나 액체 에서 전 파 될 수 없다.왜냐하면 파 전파 방향 에 수직 으로 있 는 운동 을 구동 할 수 있 는 메커니즘 이 없 기 때문이다.
종 파
종파 에 있어 서 매체 의 오프셋 방향 은 파 의 전파 방향 과 평행 하 다.직관 적 인 종파 의 예 는 스프링 의 파 이다.공기 중의 성 파 는 종파 다.
행진 파
탄성 과 에너지 공급 원 은 주기 적 운동 의 선 결 조건 으로 탄성 물체 가 밖으로 뻗 어 나 가 는 물체 일 때 이 주기 운동 은 행진 파 의 형식 으로 나타난다.
연못 은 균형 면 이 있 고 중력 은 회 복 력 으로 그 표면 에 작용 하여 수평면 을 어 지 럽 힐 때 횡 파 가 발생 한다.
단일 점 에서 공기 압력 에 대한 교란 은 구면 전파 의 압력 파(소리)를 일으킨다.공기 중의 성 파 는 종파 다.
못 의 파문
연못 에 던 진 돌 은 동심원 의 파문 을 일 으 켜 충격 점 에서 밖으로 퍼 진다.만약 물고기 가 물 속 에 떠 있다 면,파도 가 통과 할 때 이 물고기 가 상하 로 흔 들 리 는 것 이 횡 파 의 전형 적 인 특징 이다.이런 파 는 파 관계 식 에 따른다.
캐나다 앨 버 타 빙원 대로 의 맑 은 연못 바닥 에서 올 라 오 는 기포 가 횡 파 를 일 으 키 는 예 로,엄격 하지 도 않 고 원 환 이 며 엄격 하지 도 않 은 의미 에서 사인 파 이지 만 이 파문 들 은 원천 에서 발생 하 는 횡 파 가 각 방향 에서 표면 교란 을 일 으 키 는 추 세 를 보 여 준다.
행진 파 파라미터 간 에 서로 의존 하 는 형식 은 기본 운동 방정식 과 주기 운동 에서 나온다.이 같은 물결 에 대한 묘 사 는 사인 횡 파 의 원 리 를 설명 하기 위해 크게 간소화 되 었 다.바다의 파 도 는 복잡 하고 파도 가 통과 할 때 물의 회 류 를 포함 하기 때문에 실제 수 체 운동 은 단순 한 간조 운동 만 이 아니다.