教材 · 物理 · 波动 · 波的基本性质

波形图与振动图

波の伝わり方とその表し方

III 波 / 波の伝わり方とその表し方
一句话结论

y–x 图读波长,y–t 图读周期。判断某质点下一刻往哪动:把整个波形沿传播方向平移一小段,看该点的新高度。

两张图长得很像,但横轴意义完全不同:y–x 图是「给整条绳拍一张照」,横轴读波长;y–t 图是「盯住一个点看它上下动」,横轴读周期。混淆这两张图是波动题最大的坑。

为什么是这样

描述波需要两张图,它们长得很像但意义完全不同。y–x 图是「给整条绳拍一张照」——某一时刻各点的位移分布,横轴是位置,相邻峰的间距是波长。

y–t 图是「盯住一个点看它上下动」——某一质点的位移随时间变化,横轴是时间,相邻峰的间距是周期。

混淆这两张图是波动题最大的坑,而且很隐蔽:两张图都是正弦曲线,看起来一模一样。唯一的分辨方法是看横轴的单位:是 m 就读波长,是 s 就读周期。

y–x 图读波长,y–t 图读周期,两张图不能混x [m]t [s]y–x 图:给整条绳拍照相邻峰间距 = 波长 λy–t 图:盯住一个点相邻峰间距 = 周期 T看图第一件事:确认横轴单位是 m 还是 s。

定量表达

判断某质点下一刻往哪运动,有一个不用记公式的方法:把整个波形沿传播方向平移一小段,看该点位置的新高度。原来在那里的高度会被「上游」的高度取代。

波向 +x 传播时,上游在左边,所以看该点左边的波形高度;波向 −x 传播时看右边。一句口诀:波往哪走,就看它来的那一侧。

严格的函数形式是 y=Asin(2π(t⁄T−x⁄λ)),EJU 一般不要求写出来,但可以用它检查图像关系有没有搞反。

y=Asin(2π(t⁄T−x⁄λ))
y
位移[m]
A
振幅[m]
t
时刻[s]
T
周期[s]
x
位置[m]
λ
波长[m]
适用条件
  • 沿 +x 方向传播的正弦波
  • EJU 一般不要求写出此式,但可用它自查图像关系

怎么用

以例题为例:波沿 +x 方向传播,某质点位于波峰右侧的下坡处,问它下一刻向上还是向下。

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