驻波

  grxlj ·  2008-10-26 15:35  ·  28312 次点击
驻波
standingwave
频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波;上述两列波叠加后波形并不向前推进,故称驻波。例如,如图所示,一弦线的一端与音叉一臂相连,另一端经支点O并跨过滑轮后与一重物相连。音叉振动后在弦线上产生一自左向右传播的行波,传到支点O后发生反射,弦线中产生一自右向左传播的反射波,当弦长接近1/2波长的整数倍时。两列波叠加后弦线上各点的位移为(设音叉振动规律为u=Acosωt)u(x,t)=2Asin(data/attachment/portal/201111/06/091421ieucwielzeewivur.jpgx)sin(ωt)=A(x)sin(ωt),弦线上每个固定的点均作简谐运动,但不同点的振幅不同,由x值决定。振幅为零的点称为波节,振幅最大处称为波腹。波节两侧的振动相位相反。相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。在行波中能量随波的传播而不断向前传递,其平均能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在波节与波腹间来回运行。
测量两相邻波节间的距离就可测定波长。各种乐器,包括弦乐器、管乐器和打击乐器,都是由于产生驻波而发声。为得到最强的驻波,弦或管内空气柱的长度L必须等于半波长的整数倍,即data/attachment/portal/201111/06/091421lspf4slxfefrz1n1.jpg,k为整数,λ为波长。因而弦或管中能存在的驻波波长为data/attachment/portal/201111/06/091421itj32isj2hf6fact.jpg,相应的振动频率为data/attachment/portal/201111/06/0914212xensszpngm210t2.jpg,υ为波速。k=1时,data/attachment/portal/201111/06/0914216tnp0ia0ao9n0rrb.jpg,称为基频,除基频外,还可存在频率为kn1的倍频。
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