教科书一直认为，水波中的能量是波动传播的。这是错误的，为什么这么说呢？有三个方面可以证实：水波中的能量是直线传播。

一、‘波形在传播’证明能量没有波动性

   波形在传播就是波形保持不变，波峰一直是波峰，波谷始终是波谷，整个波形沿着 轴直线向前传播，如（图1），t=0的时候，波形是点o到点k之间的一条实线，t=T/8，t=T/4、t=3T/8的时候，波形沿着 轴整体直线向前传播。

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                    （图1）整个波形直线向前移动，没有波动

 盯住波峰A观察，在t=0的时候，波峰在点f到点k之间，t=T/8的时候，该波峰移到点n到点s之间，波峰A在沿着 轴直线传播。波峰直线传播，说明：波峰中的能量也在直线传播。

波峰的传播，其实是能量在传播。波峰直线传播，说明波峰中的能量是直线传播。

波形直线传播，也就是说：波形上任意波峰都在直线传播，说明，一列波的任意波峰的能量也在直线传播。

你盯住点n的位移观察，在t=T/4的时候，该位移到了h点，位移的连线是一条直线。表示波形上该点在直线运动。在波形整体移动的过程中，波形上任意一点都保持直线运动。如（图7）

一列波的整个波形都在直线传播；波上任意部分的波形都在直线传播；波峰和波谷都在直线传播；波形上任意点都在直线传播，这四点显示波形从整体到部分、到每个点都直线传播，说明：波形中，整体的能量、每部分的能量，乃至每一点的能量，都在沿着 轴直线传递，或者说：每个波峰的能量也随波在沿着 轴直线传播。所以，波的能量是直线传播。

    反过来说，就是：一列波的整个波形没有波动，波形上任意波长的波形都没有波动，任意波峰和波谷都没有波动，波形上任意一点都没有波动。

一列波没有波动，所以，波中的能量没有波动。

一列波在直线运动，所以，每个波峰的能量都在直线运动。

波只要一出现，就开始直线移动。波形每分每秒都在整体直线移动，一列波就像一个刚体在直线运动。如（图2)
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 （图2）一列波就像刚体一样，保持形状直线运动                                  

一列波的运动可以看做刚体在运动，一个刚体作直线运动，它携带的能量也直线传播。或者说：刚体在直线运动，是因为能量在直线运动。

所以，波形和波形图，不代表能量波形运动。波形中的能量，仍然是直线运动。

二、一个波峰在传播的过程中，一直是波峰，说明：波峰在传播的过程中，没有波动。

“根据波的传播机理可知，这些能量是从前一个质元传递过来的，并且继续传向下一个临近的质元，可见，在波的传播过程中，能量不断的传过来，又不断的传下去，所以，波的传播过程就是能量的传播过程。好似波的能量处于不断的流动之中，故称之为能流。” ——《工科物理教程》167、168页。.这里的波是指波峰，波的能量也是指一个波峰的能量。因为波谷处没有能量可传。  

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      （图3）一个波峰的传播轨迹是连续的，之间没有波谷，波谷只在两波峰之间存在

 （图3）摘自《物理学》李遒伯主编，145页，该图显示，波形在整体移动。波形移动的时候，波峰B的能量从波峰处（介质o）传播到邻近的质元a，在a处形成波峰；接着从质元a传递到紧邻的质元b，在质元b形成波峰；然后从质元b传递到紧邻的质元c，在质元c形成波峰。能量继续向前传播，从一个质元流向它邻近的质元，一个波峰的能量在传播的过程中，是连续的，是一个质元挨着一个质元的‘流动’过去，没有间隔任何一个质元，不是蹦跳前进，所以，能量形成的波峰也随着能量的‘流动’，形成一路波峰，（图3）中的波峰A也是从波源o处一路传播过来的，如（图4）。

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                 （图4）波峰A的传播轨迹

    从（图4）可以看出，一个波峰的能量在传播过程中，是从波峰到波峰。如果把质元o、a、b、c、d.....之间的距离间隔缩到无限小，那么，（图9）波峰的运动轨迹就是（图5）这样的。   

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                       （5）一个波峰的运动轨迹是连续的

能量（能量团）的传播方向是向前，而且一个波峰的能量在传播的过程中没有间隔，也就是说，一个波峰的能量在传播的过程中，没有波谷存在，能量在传播的过程中，没有波动。

三、一个波峰任何时刻高度都相同，证明能量直线传播

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                     （图6）波峰A在任何时刻形状都相同

 “波的传播过程中，各质元都在作频率相同，振幅相同的受迫振动。那么，它们之间有什么区别呢？它们的差异只有一个：开始振动的时间不同而已”。《工科物理教程》155页。也就是说，受迫振动中，每个质元在任何时刻形成的波峰都相同，没有任何差异。说明：所有波峰在任何时刻，形状都是相同的，没有任何差异。如（图6），t=0、t=T/8，t=T/4、t=3T/8的时候，波峰A的波形向前传播，在传播的过程中，波峰A的形状都是相同的，没有任何差异。波峰B也如此，而且，在任何时刻，波峰A和波峰B也是相同的。一列波，任何时候，所有波峰都是相同的。

波峰A也是从波源o处产生并传播过来的，无论波峰A在质元d，还是在质元f，波峰A的形状都相同。

波峰A传播到任何质元形状都相同，那么：波峰A各时刻的最大振动量（振幅）的连线始终在一条水平线上，不但如此，波峰A波形上的每个点（比如（图7）中的点m），都是直线运动，无论波峰A运动到哪里，波峰A波形上各个点的连线都是一条直线，如（图7）。

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                       （图7）波峰A波形上每个点都在直线传播          

   波峰A无论运动到哪里，波形上各个点的连线都是直线，说明波峰A上每个点都在直线运动，波峰A的波形一直在直线运动，没有波动。

波峰A从完整出现的那一刻，就像一个倒扣的小船，始终在直线向前运动，丝毫没有起伏波动过。

波峰A的轨迹就是其能量的运动轨迹，波峰A直线运动，所以，波峰A的能量也是直线运动，而不是波动。

受迫振动中，任何时候、任何质元的波峰都相同，（图6）中，不但波峰A、各时刻的波峰都相同，波峰B也如此，而且，波峰A和波B形状也是相同的，任何波峰任何时刻形状都相同。所以，一列波中，一个波峰可以代表任意波峰，波峰A可以代表其他的波峰，波峰A的传播轨迹，可以代表其中任意一个波峰的传播轨迹，任意一个波峰的传播轨迹都是直线，所以，任意一个波峰的能量（能量团）的传播轨迹也是直线。

所有的波峰都是直线传播，而不是波动，所以，所有波峰的能量（能量团）的运动轨迹也不具有波动性，也都是直线运动。

我们往往看见有很多波峰和波谷一起，以为它们之间有关系，其实没有。如果我们只看一个波峰，你会发现，每个波峰都不会变成波谷，每个波峰都是一直向前运动，而不是波动。

四、孤波现象可以证实：能量不具有波动性，能量直线运动

    还有一个现象可以清晰地表明能量直线传播，那就是孤波现象。

（1）孤波的运动轨迹不具有波动性。

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                            （图8）罗素的孤波

我没有见过一个单独的波峰在运动，一般我们看见的，都是很多波峰很多波谷在一起，但是，罗素看见过一个单独的波峰——孤波。（图8）.                     

 1834年英国造船工程师罗素生动的报导了他的一次经历： ‘一个孤立的巨浪隆起，离船而去滚滚向前疾驰，这个滚圆而光滑的一团水，持续的沿河道前进，看不出有明显的减速，我在马背上跟着它，赶上它每小时8---9英里的速度，它一直保持着约30英尺长和1---1.5英尺高的原始形状。 ’’                                                                    

人们把这个在水面上向前传播、形状不变的孤立波峰称为孤立波，简称孤波。”《工科物理教程》宋士贤、文喜星、吴平主编170页

罗素见过的这个波峰，是在平面（水平面）上保持恒定形状、恒定高度（1--- 1.5英尺高）“向前疾驰”，如（图9），这个波峰一直在水平面上向前运动，而没有起伏波动，所以很多书中把孤波当作刚性粒子看待。

罗素看见的这个波峰不是一起一伏的向前波动，更不是原地上下振动。而是直线向前运动，就是说，孤波不具有波动性。

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             （图9）孤波的运动轨迹不是波动，而是直线运动

孤波是一个波峰，这个波峰是直线运动，所以，孤波的能量直线传播，而不是波动。（图9）孤波的运动轨迹，可以让我们看清楚孤波能量团的传播轨迹，能量的传播轨迹是：直线，而不是起伏波动。          

孤波不是水波的特殊现象，光波也有孤波现象。孤波的现象说明：能量的传播不具有波动性。

（3）每个波峰都是一个孤波

孤波的形状、高度（振幅）等保持不变，并不是特殊的现象，受迫振动中，每个波峰都是如此，每个波峰都相同。所以，每个波峰都是一个孤波。成群结队的波峰是不孤立的孤波。这样看来，孤波的特殊性在于：仅仅只有一个波峰。

每个波峰都是一个孤波，都具有形状、高度等保持不变的性质，所以每个波峰都有和孤波一样的运动轨迹，每个波峰，也都和孤波一样，保持水平直线运动，而不是曲线运动，不是波动。

五、总结：波中的能量直线传播，能量没有波动性。

机械波的波形图，波峰处有能量。波谷处没有能量，波谷与能量没有关系，与能量的运动轨迹也没有关系。波形图就是能量的分布图，是描述能量在传播途中瞬间的分布情况。不显示能量波形运动。

光波的光强分布图，波峰处有能量。波谷处没有能量，也不表示能量波形运动。

到此，波形图可以结束它证实能量波动传播的使命，也就是说，波形图不能够说明能量的运动轨迹是波动。波形图是能量分布图。

波的能量集中在各个波峰处，而各个波峰的运动轨迹显示：能量直线传播，而不是波动传播。

 

 

 

 

 

 

                      摘自《揭開能量的神秘面紗》   李青梅著      

                    此文内容属于 第一章《微观粒子没有波动性》

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