表示波传播单位距离的相位变化

波传播单位距离的相位变化称为波数，用k表示。波数等于2π除以波长λ，即k=2π/λ。这个物理量描述了波在空间中的密集程度。短波长对应大波数，表示波在空间中变化快；长波长对应小波数，表示波在空间中变化慢。电磁波、声波和水波都遵循这一规律。波数与频率和波速关系密切，k=ω/v，其中ω是角频率，v是波速。材料折射率改变时，波数也会相应变化，导致波传播方向改变。

波数在光学和量子力学中应用广泛。衍射光栅利用波数分离不同波长的光，形成光谱。光纤通信中，波数决定了信号传输的模式和带宽。量子力学中，德布罗意波数与粒子动量直接相关，p=ħk，ħ是约化普朗克常数。X射线晶体学通过测量散射波的波数变化来确定晶体结构。地震学中，波数分析帮助识别地下不同岩层的分界面。这些应用都体现了波数作为描述波空间特性的基本参数的重要性。