法拉第波(英语:Faraday wavesFaraday ripples),以麦可·法拉第Michael Faraday)为名,是一种振荡容器中液面的非线性驻波,当其振荡频率超过临界值时,平静液面就会开始不稳,这现象称之为法拉第不稳性。法拉第最早是在1831年皇家学会自然科学会报》里的一篇文章附录中提到法拉第波[1][2]

若将一层液体放置在垂直振荡的活塞顶部,在特定的不稳性条件下,会出现以一半活塞频率振荡的驻波[3]。 这与 参数共振问题有关。驻波形式可能会是条纹、紧密堆积六边形、甚至是正方形准周期。常在发出铃铛声的葡萄酒酒杯内的葡萄酒表面,观察到细条纹的法拉第波。 法拉第波也能解释佛教法器“”里的喷泉现象。

法拉第波及其波长,可以用量子力学德布罗意-玻姆理论德布罗意波及其波长来类比[4]

应用

Thumb
微珠在法拉第波上聚集成团[5]

法拉第波可作为液体模板,用来引导聚集微小物质,包括软物质刚体、生物实体(如单一细胞、细胞球体和种有细胞的微珠)。[5]与固体模板不同,液体模板可以通过调整振动频率和加速度来动态调整,生成各种具对称性及周期性的图案。

这种现象也被鳄鱼用来吸引配偶。它们会在略低水面处以低频振动肺部,导致身上的尖刺移动并引发表面波。这些表面波基本上是法拉第波,可以观察到特定共振造成的飞溅效应。[6][7]

参见

参考资料

Wikiwand in your browser!

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.

Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.