EJU 2002 年第 1 回 物理 第 11 题

考点
叠加原理、干涉与惠更斯原理、波形图与振动图
领域
波动
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

标准解析

相加后把空间与时间拆开

两列波具有相同的振幅、周期和波长,只是传播方向相反。叠加时,同一位置、同一时刻的位移相加。利用和差化积公式,得到 y=y1+y2=2acos⁡(2πx/λ)sin⁡(2πt/T)y=y_1+y_2=2a\cos(2\pi x/\lambda)\sin(2\pi t/T)。 这个表达式是一个只依赖位置的因子乘一个只依赖时间的因子。各处振幅为 A(x)=2a∣cos⁡(2πx/λ)∣A(x)=2a|\cos(2\pi x/\lambda)|,因此节点和腹部的位置固定,形成驻波。腹部满足余弦因子的绝对值为1,其振幅是 2a2a。 但固定的是振幅分布,不是每处的瞬时位移。腹部仍按 sin⁡(2πt/T)\sin(2\pi t/T) 随时间往复振动,只在节点处位移始终为零。于是“驻波不传播”不能推成“驻波不随时间变化”。 两波振幅相同,没有哪一列更强,因此也不存在合波被较强一列带着向某方向传播的理由。判断驻波题应同时检查空间图样是否固定,以及非节点的质点是否仍运动。

“腹部振幅为2a”也不表示合波在任何位置的振幅都等于2a。靠近节点的点振幅较小,节点处为零;选项所说的驻波最大振幅,应放在这个空间分布的意义下理解。

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