- 波动的特性 - 波形呈现突凹相间的形态 - 波形随时间不断变化 - 波的整体形状符合余弦函数 - 动画中的波动现象 - 手抖动绳子产生波动 - 绳子另一端因动能传播而运动 - 波动为何呈余弦波而非其他波形 - 波动的描述与形成 - 使用余弦函数描述波动 - 手的上下运动类似简谐振动 - 简谐振动带动绳子各部分依次振动 - 波动在一个平面上进行,称为平面简谐波 - 平面简谐波的定义 - 简谐振动在空间传播形成的波 - 波面为平面时称为平面简谐波 - 形成条件:各项同性、无吸收、无限介质 - 波动的起因与方程 - 起因是手的简谐振动 - 简谐振动方程:Y = ABcos(ωT + φ) - 弹力公式:F = -Kx - 加速度公式:a = -Kx/m - 二阶常微分方程推导波动方程 - 波动的能量传播 - 波动传播能量 - 能量传播使绳子右端运动 - 描述波动需要时间变量t - 波动的数学描述 - 波函数需包含x、t和y - 质点系模型分析波动特征 - 每个质点在平衡位置附近上下振动 - 每1/4周期波传播1/4波长 - 波函数的推导 - P点振动方程:YP = A cos(ωt - x/u + φ) - 波沿正方向传播取减号,负方向传播取加号 - 波速与波长关系:T × u = λ - 新波函数形式:Y = A cos(2πt/T + x/λ + φ) - 小结 - 波动图像:Y关于x和t - 振动图像:Y关于t - 波函数与简谐振动方程的区别