法拉第波(英語:Faraday wavesFaraday ripples),以麥可·法拉第Michael Faraday)為名,是一種振盪容器中液面的非線性駐波,當其振盪頻率超過臨界值時,平靜液面就會開始不穩,這現象稱之為法拉第不穩性。法拉第最早是在1831年皇家學會自然科學會報》裏的一篇文章附錄中提到法拉第波[1][2]

若將一層液體放置在垂直振蕩的活塞頂部,在特定的不穩性條件下,會出現以一半活塞頻率振盪的駐波[3]。 這與 參數共振問題有關。駐波形式可能會是條紋、緊密堆積六邊形、甚至是正方形準週期。常在發出鈴鐺聲的葡萄酒酒杯內的葡萄酒表面,觀察到細條紋的法拉第波。 法拉第波也能解釋佛教法器「」裏的噴泉現象。

法拉第波及其波長,可以用量子力學德布羅意-玻姆理論德布羅意波及其波長來類比[4]

應用

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微珠在法拉第波上聚集成團[5]

法拉第波可作為液體模板,用來引導聚集微小物質,包括軟物質剛體、生物實體(如單一細胞、細胞球體和種有細胞的微珠)。[5]與固體模板不同,液體模板可以通過調整振動頻率和加速度來動態調整,生成各種具對稱性及週期性的圖案。

這種現象也被鱷魚用來吸引配偶。它們會在略低水面處以低頻振動肺部,導致身上的尖刺移動並引發表面波。這些表面波基本上是法拉第波,可以觀察到特定共振造成的飛濺效應。[6][7]

參見

參考資料

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