Как простая волна может занимать все пространство?

Question

Получается, что она бесконечно растягивается? И её энергия бесконечно равномерно распределяется в пространстве?

И почему волновой пакет локализован, если его можно разделить на составляющие его простые волны, а они не локализованы, бесконечны?

Answer 1

Волна может занимать не всё пространство. Когда кричат в рупор, звуковая волна выходит из него, в основном, в виде конуса. Конус постепенно расплывается из-за дифракции. По мере распространения, энергия волны распределяется по всё бОльшей площади, и волна постепенно затухает. К тому же, она рассеивается на неоднородностях.

Answer 2

В принципе да, со временем волна бесконечно растягивается, бесконечно ослаблясь. На практике она просто теряется среди шумов.
Что касается волнового пакета, то его просто его математическое разложение по системе базовых функций - синусоид. Сумма бесконечного количества бесконечных синусоид может дать конечный в пространстве волновой пакет. Но это просто математическое разложение, любой импульс можно разложить на набор, возможно, бесконечного количества не обязательно синусоид, можно использовать и другие функции.

Answer 3

Вы имете ввиду реальный физический объект, а рассуждаете и делаете выводы на основе его мат модели. Пока, в мат модели, придумали (для простоты, модель - это упрощение) , что функции определены на всём пространстве и такие, будто бы волна во всём пространстве, только амплитуда (интенсивность, мощность. ) спадают на "достаточно большом расстоянии" до фоновых значений. Модели будут неизбежно уточнять. Особо не заморачивайтесь.