驻波的形成条件是什么
驻波的形成条件:两列传播方向相反、振动方向相同、振幅相同、频率相同。在波形上,波节和波腹的位置始终是不变的,给人“驻立不动”的印象,但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等,则波节的幅值为零。
由于驻波被弦边界所约束(弦的边界是被定死的,在边界上弦始终不能产生位移、振动),因此驻波的频率、波长只能取一系列特定的、离散的值。(而在简谐波中,如果没有其他约束,则频率、波长可以任意取值)
其实在物理学和数学等相关领域中,波是由于一个或多个场的干扰,从而使场的值围绕稳定的平衡值(静止值)反复振荡的结果。波可以将能量或者信息从一个位置传输到另一个位置。
常见的波是机械波,机械波必须依靠介质才能传播,比如沿着绳索传播的波。而最常见的机械波是声波。
声音由音源的振动产生,课堂上一般用音叉来演示声波的产生与传播。敲打音叉后,音叉的尖齿来回振动,扰动周围的空气分子。这些扰动通过粒子相互作用传递到相邻的空气分子上,这样音叉产生的声音就可以通过空气(介质)传播了。
并不是所有波的传播都需要介质,比如电磁波就可以在真空中传播。电磁波一般是由电荷变速产生变化的电场,变化的电场产生磁场,进而变化的磁场产生电场。感应电场与磁场之间的这种相互作用会在空间上导致电磁波的传播。频率不同的电磁波名称不同,按照频率增加的顺序依次为:无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
驻波特点
①电压和电流不但在时间上相差90°。在空间上也相差90°;
②平均功率为零,因此不能用来输送电磁能;
③具有位置不随时间而变化的波腹和波节,波节和相邻波腹之间的距离为λ/2
④输入阻抗为纯虚数,阻值随传输线长度而变化。
例如
一个5公尺长的距离就是34Hz的半波长(声音的速度每秒340公尺除以频率34Hz就是全波长10公尺),这样的长度就会在34Hz的2,3,4,5,6,…倍处产生驻波。也就是在34Hz,68Hz,102Hz,136Hz…等处产生驻波。