振动加强和振动减弱区域是稳定的

出处:按学科分类—文体、科学、教育 商务印书馆国际有限公司《高中数理化公式定理大全》第238页(1092字)

在波的叠加区域里,若某质点在某时刻是波峰与波峰相遇,其位移大小为两列波的振幅之和,达到最大值,振动是加强的.经半个周期后,该质点一定处于两列波的波谷与波谷的相遇处,其位移大小仍为两列波的振幅之和,达到反向最大值,仍然是加强的.

若某质点在某时刻处在第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇位置,其位移大小应为两列波的振幅之差,达到最小值,振动是减弱的.经半个周期后,该质点一定处于第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇处,其位移大小仍等于两列波的振幅之差,仍然是减弱的.

当然在振动加强的区域内,某些时刻某些质点的位移也可以为零,此时正处在平衡位置,但却具有最大的振动速度.

例 如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷,设两列波的振幅均为5cm,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5m,C点是BE连线的中点,下列说法正确的是( ).

A.C、E两点都保持静止不动

B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

C.图示时刻C点正处在平衡位置且向水面上运动

D.从图示时刻起经0.25s,B点通过的路程为20cm

分析 由波的干涉现象可知图中的加强区是质点A、B、E的连线处,减弱区是过D、F的连线处和过P、Q的连线处,因此,C、E两点是振动的加强点,不可能静止不动,AB在图示的时刻,A在波峰,B在波谷,它们振动都是加强的,故振幅均为两列波的振幅之和为10cm,此时的高度差为20cm,B选项正确;A、B、C、E均在振动加强处,且在同一条直线上,由图可知波是由E处向A处传播,在图示时刻的波形图如上图所示,由图可知C点向水面(上方表示水面)运动,C选项正确;

周期T=λ/v=0.5s,0.25s=1/2T,在半个周期内,质点的路程为振幅的2倍,所示振动加强点B的路程为20cm,D选项正确.

答 B、C、D.

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