معادله موج
معادله موج (Wave equation) معادلهای خطی و کلاسیک از نوع معادلات دیفرانسیل هذلولوی پارهای است. در حالت دو بعدی (نسبت به مکان) معادلهٔ درجهٔ دوم موج به صورت زیر نمایش داده میشود:
که در اینجا
به عنوان تعمیمی از معادلهٔ خطی موج، میتوان سرعت را تابعی از دامنه موج گرفت. در این حالت، معادلهٔ غیرخطی موج خواهیم داشت
معادله درجهٔ اول موج
(در حالت یکبعدی نسبت بهمکان) معادلهٔ درجهٔ دوم بالا را میتوانیم به دو معادله درجه اول موج بهصورت زیر قسمت کنیم:
جوابها
در حالت یک بعدی داریم:
برای حل مسئله ابتدا تغییر متغیر زیر را انجام میدهیم:
به سادگی میتوان نشان داد که در دستگاه مختصات جدید
که با انتگرالگیری ازآن داریم:
که در اینجا
جواب سینوسی
یک جواب معادلهٔ موج میتواند به این شکل باشد:
سرعت فاز و سرعت گروه
جایی که (A(z,t پوشش دامنهای که برای موج داریم و K تعداد موج و
پانوشتهها
جستارهای وابسته
منابع
- Farlow, S. J., Partial Differential Equations for Scientists and Engieers, Dover, New York, 1982
- Smoller, J., Shock Waves and Reaction - Diffusion Equations, Springer-Verlag, New York, Inc., 1983. ISBN 0-387-90752-1