驻波
- 固定波,或驻波,是由两个频率和振幅相同的波以相反的方向传播叠加而产生的
- 这通常是由行波及其反射实现的。这种叠加产生了波峰和波谷不动的波形
在一端固定的拉伸弹簧上形成的静止波
拉伸的字符串
- 由静止波在拉伸的弦上引起的振动产生声音
- 这就是弦乐器,如吉他或小提琴的工作原理
- 这可以通过一端固定在张力下的一段弦和振荡器产生的振动来证明:
拉伸弦上的静止波
- 随着振荡器频率的变化,形成具有不同数量的最小值(节点)和极大值(反节)的驻波
微波
- 一个微波源被放置在一个反射板和一个小探测器之间
- 反射器可以移动到源处或从源处移动,以改变所形成的固定波形
- 通过移动探测器,它可以拾取静止波模式的极小值(节点)和极大值(逆节)
用微波来演示静止波
空气列
- 在气柱内形成的静止波可以由声波产生
- 这就是单簧管和风琴等乐器的工作原理
- 这可以通过在空气柱内放置细粉末和在开口端放置扬声器来证明
- 在某些频率下,粉末沿管形成均匀间隔的堆,显示出由于固定波的节点而没有扰动的地方
气柱中的静止波
- 为了产生静止波,必须在扬声器的一端有一个最小值(节点)和一个极大值(反节)
考试技巧
在考试题目中总是要提到实验或场景,例如a产生的波扬声器的末尾管.这个具有相同频率的反射波与初始波重叠,形成一个静止波。
静止波的形成
- 静止波是由节点而且波腹
- 节点是没有振动的地方吗
- 波腹振动的最大振幅在哪里
- 节点和背节不沿着弦移动。节点是固定的,反节只在垂直方向上移动
- 在节点之间,静止点上的所有点都是相的
- 下图显示了某一时刻静止波快照上的节点和逆节
- l弦的长度是多少
- 1波长λ只是弦长度的一部分吗
工作的例子
如图所示,用一根拉伸的弦来演示静止波。表中哪一行正确描述了L的长度和名称X而且Y?
答案:C
考试技巧
弦的长度只能是整个波长或1 / 2波长。例如,一个波长可以由3个节点和2个反结点或2个节点和3个反结点组成。
测量波长
- 静止波有不同的波形,这取决于振动的频率和产生它们的环境
两个固定端
- 当一个静止的波,如振动的弦,两端固定时,最简单的波型是由两个节点和一个逆节组成的单个环路
- 这叫做基本模式振动或第一次谐波
- 弦中可能产生驻波的特定频率(即谐振频率)取决于弦的长度l以及它的速度v
- 当你增加频率时,更高的谐波开始出现
- 频率可以从弦长和波动方程中计算出来
显示具有相应频率的拉伸弦的前三种振动模式的图表
- 的n谐波有n波腹和n+ 1节点
空气柱有一个或两个开口端
- 当一个固定波在一个或两个开口的气柱中形成时,我们在每个气柱中看到的波动模式略有不同
显示一端关闭另一端打开或两端打开的管道振动模式的图表
- 在图1中:只有气柱的一端是开放的,因此,基模现在由四分之一的波长和一个节点和一个反极组成
- 之后的每一个谐波都增加一个额外的节或反节
- 图2:列的两端是开的,基模由一个节点和两个反节组成
- 总之,一个列的长度l对于有波长的波λ和共振频率f静止波的出现如下:
气柱长度和频率汇总表
工作的例子
在扬声器中设置驻波,发出频率为f的声音,并放置在长度为l的管道的一端,管道的另一端是闭合的。声速是340米-1.在波长为10米的声波中,第二低的音符的频率是多少?
考试技巧
基音算作第一次谐波或n= 1,是波长的一半或四分之一的最低频率。一个完整的波长两端开放或两端关闭是第二个谐波。请确保与问题中要求的谐波匹配正确的波长!