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  • 用到復指數函數來表示正弦波或余弦波的問題

    用到復指數函數來表示正弦波或余弦波的問題
    我們在大學的理科學習中,常常要用到復指數函數來表示正弦波或余弦波,有時我們用A*exp(i*w*t),而有時我們用A*exp(-i*w*t),就是一個負號的問題.那么當我們需要表示正弦波或余弦波時,什么時候用A*exp(i*w*t),什么時候用A*exp(-i*w*t)?
    數學人氣:462 ℃時間:2020-09-12 17:19:36
    優(yōu)質解答
    你應該知道e(iwt)=cos(wt)+isin(wt),e(-iwt)=cos(wt)-isin(wt),那反解一下就是cos(wt)=(e(iwt)+e(-iwt))/2, sin(wt)=(e(iwt)-e(-iwt))/2i.本質上兩套解是彼此的線性組合.可是我們物理上在表示cos(wt)一般只要用到e(iwt)、e(-iwt)中的一個呀,比如說表示一個光波場E,那么我用E=A*exp(-i*w*t)就行了,并不需要用E=A*[exp(i*w*t)+exp(-i*w*t)]/2,請解釋下。我一開始看你講到“波”的時候就感覺不對,既然是波,為什么只給我一個時間分量,但也沒管就回答你了??磥砦乙婚_始理解的是對的,你問的是怎么來表示一個“行進的波”,那必須把空間維度也考慮進來,設波數為k(正值),那么e(ikx-iwt)或者e(-ikx+iwt)表示的都是沿X正方向傳播的波,e(ikx+iwt)或者e(-ikx-iwt)都是沿X負方向傳播的波。怎么看出來的?令相位為定值,看看x跟t要滿足什么關系就知道了。而真正物理上的波是取這些解的“實部”或“虛部”,也就是cos(ikx-iwt)或sin(ikx-iwt),這兩個是正方向跑的,還有cos(ikx+iwt)和sin(ikx+iwt),這兩個是負方向跑的。你看要描述“行進的波”,時間分量跟空間分量并不是能分離的(只有在駐波情形下能分離,駐波就是兩個相反方向行進的波的疊加)。
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