波动模拟
波长 λ:
2.0 m
周期 T:
1.0 s
波速 v:
2.0 m/s
参数设置
1.0 m
1.0 Hz
2.0 m/s
物理量
波长 λ (m):
2.0 m
周期 T (s):
1.0 s
角频率 ω (rad/s):
6.28 rad/s
波数 k (rad/m):
3.14 rad/m
当前时间 t (s):
0.0 s
波形图 (y-x)
时间-位移图 (y-t)
波动现象原理
波动是振动在介质中的传播过程。机械波需要介质才能传播，而电磁波可以在真空中传播。波动具有反射、折射、干涉、衍射等特性。
核心概念
- 波长 λ：相邻两个同相位点之间的距离
- 频率 f：单位时间内振动的次数
- 周期 T：完成一次振动所需的时间，T = 1/f
- 波速 v：波传播的速度，v = λf
- 振幅 A：振动偏离平衡位置的最大距离
- 相位：描述振动状态的物理量
重要公式
波动方程：y = A sin(kx - ωt + φ)
波速公式：v = λf = ω/k
波数：k = 2π/λ
角频率：ω = 2πf
干涉条件：Δφ = 2nπ (相长干涉), Δφ = (2n+1)π (相消干涉)
思考问题
- 改变频率时，波长和波速如何变化？
- 两个同频率波源产生的干涉图样有什么特点？
- 驻波是如何形成的？节点和腹点的位置如何确定？
- 波的能量是如何传播的？
实际应用
- 声波：音乐、声纳、超声波检测
- 水波：海洋工程、波浪能发电
- 地震波：地震监测、地质勘探
- 电磁波：无线通信、雷达、微波炉
- 光波：激光干涉仪、全息技术