駐波(Standing Wave)是指兩條同頻率、同振幅、相向而行的波,在它們之間的空間內(nèi)發(fā)生干涉疊加后形成的一種特殊波形,它們的能量并不傳遞,只在這段距離內(nèi)原地“震蕩”,因此得名為“駐波” 。
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1.駐波是什么意思
駐波是由兩組等幅、反向傳播的波相互作用產(chǎn)生的一種定態(tài)波。在介質(zhì)中沿著一個(gè)方向傳遞的波遇到了從相反方向傳遞來的波,它們疊加形成一定位置的強(qiáng)干涉。在某些位置,兩個(gè)波的振動(dòng)方向相同,幅度相加而增大;在其他位置,波的振動(dòng)方向相反,幅度相減而消失或非常小。這樣就形成了波的干涉現(xiàn)象,使得介質(zhì)中具有某些特殊的節(jié)點(diǎn)和腹部,出現(xiàn)固定波形,而它們都是不隨時(shí)間變化而保持不變的,即為“駐波”。
2.駐波的形成原理
駐波的形成可以用波動(dòng)方程的初邊條件和邊界條件來解釋:當(dāng)一條沿著均勻介質(zhì)中傳播的波在恰當(dāng)?shù)拈L度介質(zhì)內(nèi),遇到另一條反向傳播、振幅等于它的波時(shí),就會(huì)在介質(zhì)內(nèi)形成一些不動(dòng)通道,這些不動(dòng)通道既不向前傳播,也不向后反射。這個(gè)過程其實(shí)是因?yàn)榀B加波之間存在相消干涉和相長干涉所形成的系統(tǒng)平衡狀態(tài)。
3.駐波的特性
駐波有以下幾個(gè)典型特征:
- 只在介質(zhì)內(nèi)形成,并且必須存在兩路波的干涉。
- 在空間分布上呈現(xiàn)周期性鋸齒狀分布。
- 介質(zhì)中產(chǎn)生的“節(jié)點(diǎn)”與“腹部”都是固定的。
- 駐波的能量不隨時(shí)間變化而改變,在介質(zhì)中原地震蕩。
- 波的頻率、波長、兩條反向傳播波的振幅大小以及介質(zhì)的性質(zhì)等均會(huì)影響駐波的特性。