Что значит "плоская волна"

волна, в которой всем точкам, лежащим в любой плоскости, перпендикулярной к направлению её распространения, в каждый момент соответствуют одинаковые смещения и скорости частиц среды (для механических волн) или одинаковые напряжённости электрических и магнитных полей (для электромагнитных волн). Строго говоря, ни одна реальная волна не является П. в., так как распространяющаяся вдоль оси х═П. в. должна охватывать всю область пространства, простирающуюся по координатам у и z от ≈¥ до +¥. Однако во многих случаях можно указать такой ограниченный по у и z участок волны, на котором она почти совпадает с П. в. Прежде всего это возможно в свободном пространстве на достаточно больших расстояниях от источника, когда его можно рассматривать как точечный. Иногда волна, распространяющаяся в ограниченной области, может приблизительно совпадать с «участком плоской волны» (например, упругая волна, распространяющаяся в стержне).

Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959, гл. V, ╖2, гл. VII, ╖3.

Плоская волна — волна , фронт которой имеет форму плоскости.

Фронт плоской волны неограничен по размерам, вектор фазовой скорости перпендикулярен фронту. Плоская волна является частным решением волнового уравнения и удобной моделью : такая волна в природе не существует, так как фронт плоской волны начинается в  − 1 и заканчивается в  + 1, чего, очевидно, быть не может. Кроме того, плоская волна переносила бы бесконечную мощность, и на создание плоской волны потребовалась бы бесконечная энергия. Волну со сложным фронтом можно представить в виде спектра плоских волн с помощью преобразования Фурье по пространственным переменным.

Квазиплоская волна - волна, фронт которой близок к плоскому в ограниченной области. Если размеры области достаточно велики для рассматривамой задачи, то квазиплоскую волну можно приближённо считать плоской. Волну со сложным фронтом можно аппроксимировать набором локальных квазиплоских волн, векторы фазовых скоростей который нормальны реальному фронту в каждой его точке. Примерами источников квазиплоских электромагнитных волн являются лазер , зеркальная и линзовая антенны : распределение фазы электромагнитного поля в плоскости, параллельной апертуре , близко к равномерному. По мере удаления от апертуры фронт волны принимает сложную форму.