这个问题没有给边界条件我怎么确定他是平面波还是球面波还是柱面波?
追答一般性地就是亥姆霍兹方程
追问为什么有的书上说自由空间中只存在球面波,只是在无穷远处我们取一小段可以看成平面波
追答简单地说就是空间各向同性,如果没有形状或边界限制,点光源发出的波应该是向各个方向平等扩散,即等相位面是一个球面,即都是球面波。
然后,按照 惠更斯—波义耳的波动观点,波的前进是波传播到的最前方每一点都发出次波(次波自然是球面波),次波的等相位面叠加,总体上就是波的推前。因此即使是其他形状的波,在传播足够久之后,都会近似成球面波。
所以,在自由空间内,球面波是基本形式。
但是数学形式最简单的波肯定是平面波,研究平面波总需要一个物理实际意义,理论上球面波才有最基本意义,所以书本就给了平面波一个物理意义,作为球面波的远场近似。