16.1: 波浪前奏

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Nov 1, 2022
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- 16: Waves
- 16.2: 旅行浪潮

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在本章中，我们将研究波浪运动的物理学。我们专注于机械波，机械波是在空气或水等介质中移动的干扰。就像上一章中研究的简单谐波运动一样，通过介质传递的能量与振幅的平方成正比。

一张照片显示了海中的发电浮标。该图显示了浮标的构造。有一个浮标停在水面上。由此，标有晶石的棒状结构掉下来并附着在沉重的板上。电缆将浮标连接到海底变电站。来自其他动力浮标的电缆也进入变电站。来自变电站的电缆被标记为通往岸边的电缆。 — 图 $\PageIndex{1}$ ：发电浮标来自可再生能源世界。尽管有许多版本，但该版本将浮标的上下运动以及左右运动转换为旋转运动，以便转动将能量存储在电池中的发电机。

海洋中的地表水浪是横向波浪，其中波浪的能量水平传播，而水由于一定的恢复力而上下振荡。在图中 $\PageIndex{1}$ ，浮标用于将海浪的强大力量转化为电能。波浪经过时产生的浮标的上下运动被转换为旋转运动，使发电机中的转子转动。发电机为电池充电，而电池又用于为最终用户提供稳定的能源。该模型已成功由美国海军在一个为海岸安全网络提供电力的项目中进行了测试，能够提供 350 W 的平均功率。该浮标在艰难的海洋环境中幸存下来，包括在 2011 年通过飓风 “艾琳” 在新泽西海岸的行动。

本章中介绍的概念将成为许多有趣主题的基础，从信息传输到量子力学的概念。