1.平麵簡諧波的波動方程有幾種形式,應當熟記。可以記住一種常用形式,再利用M、KV、T以及之間的關係,導.出另外幾種形式。
2.建立波動方程先要選擇坐標係。同一個波動,坐標原點不同,寫出的波動方程也不同。差異表現在初相位上。為了方便,通常取在位移為正最大的質點為坐標原點,這時初相為零,寫出的波動方程形式較為簡單。
3.波動方程與振動方程的區別:兩者雖然在形式上都是振幅與某個餘弦函數的乘積,但本質不同。波動方程描述了波形整體的運動狀態,即不僅表示了任意給定點的振動和任意時刻振動位移的分布,而且還反映了振動狀態在整個媒質中的傳播情況。而振動方程隻反映了特定質點的振動情況。隻有當波動方程中媒質質點位置給定時,波動方程才化成描述該質點振動情況的振動方程,所以應從本質上認識它們的區別和聯係,不被形式上的相似造成混淆。
【惠更斯原理】原理內容:媒質中波動所到達的各點,都可以看作是發射子波的波源,其後的任一時刻,這些子波的包絡夢是原波動在該時刻的波前。現解釋如下:
原理中“波動所到達的各點”是指波陣麵上的各媒質質點。“發射子波的波源”也叫子波源或次波源。因為媒質中某點的振動可以成為波源而引來周圍質點的振動,所以波陣麵上各點的振動也可以成為波源而引起周圍質點的振動。實際上,參與波動的所有質點,都可作為波源而發射球麵波。
惠更斯原理不僅適用於機械波,而且對任何波動過程都適用,它比較直觀形象地說明了許多關於波的傳播問題,例如圓滿地解釋了波的反射和折射現象,也使我們對波的衍射現象容易理解。
惠更斯原理本身並不完善,它沒有說明各子波對空間某點振動有多大貢獻,也沒有說明子波的強度分布,隻是解決了波的傳播方向問題。在衍射現象中,經過衍射的波在各方向的強度是不—樣的,惠更斯原理不能解釋強度分布,後來作了補充,形成惠更斯原理。
【波的疊加原理】是波動遵從的基本原理之一。在多個波相交的區域內,任意一點的振動是每個波在該點引起振動的矢量和,它包含兩方麵的內容:
1.波自身的特點,如振幅、頻率、波長以及振動方向、傳播方向等,不會由於其它波的存在而改變,即波與波相遇於同一空間並不互相影響。
2.各列波在某點共同引起的振動是各個波單獨在該點引起的振動的合成。理解這一點,讀者可參照運動的疊加和力的疊加。後麵還會看到,物理學中有很多這樣的疊加。
【波的幹涉】波的幹涉是波的疊加原理的直接結果,是波動所獨具的重要特征。
1.幹涉現象和相幹條件:兩列波在媒質中某區域相遇,相遇區域中的質點將作由這兩列波引起的合振動,該質點相對於平衡位置的位移是這兩列波各自產生的位移的矢量和。一般情況下,由於兩列波的頻率、振動方向各不相同,所以合振動是複雜的,但當兩列波滿足一定條件.時,在相遇處某些點的振動始終加強,合振幅等於分振幅之和,另一些點的振動始終減弱,合振幅箏於分振幅之差,這種相遇的波產生穩定的振動強弱的分布,從而形成有規律的疊加圖樣,這種現象叫波的幹涉。隻有滿足下列條件(叫相幹條件)的兩列波才能產生幹涉:(1)頻率相同;(2)振動方向相同;(3)兩波源具有恒定的相位差。