• 駐波

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    駐波

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    在物理學中,駐波,也稱為駐波,是一種隨時間振蕩但其峰值振幅輪廓不會在空間中移動的波。 空間中任何一點的波浪振蕩的峰值振幅相對于時間是恒定的,并且整個波浪中不同點的振蕩是同相的。 振幅xxx值最小的位置稱為波節,振幅xxx值xxx的位置稱為波腹。

    這種現象的發生可能是因為介質的運動方向與波的運動方向相反,或者由于兩個沿相反方向傳播的波之間的干涉,它可能會在靜止介質中出現。 駐波最常見的原因是共振現象,其中由于以共振器的共振頻率來回反射的波之間的干涉,共振器內部會出現駐波。

    對于沿相反方向傳播的等幅波,平均沒有能量的凈傳播。

    移動媒體

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    作為xxx種類型的示例,在某些氣象條件下,駐波會在山脈背風處的大氣中形成。 這種波經常被滑翔機飛行員利用。

    駐波和水躍也會在快速流動的河流急流和潮汐流中形成,河流水流對此的要求是水深較淺的流動水,由于超臨界流速,水的慣性會克服其重力,因此兩者都不是 被障礙物顯著減速,也沒有被推到一邊。 許多站立的河浪是流行的河流沖浪休息時間。

    逆波

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    作為第二種類型的例子,傳輸線中的駐波是一種波,其中電流、電壓或場強的分布是由兩個相同頻率的相反方向傳播的波疊加而成的。 效果是沿傳輸線在固定點處的一系列節點和波腹。 當波被傳輸到傳輸線的一端并且由于阻抗不匹配,即不連續性,例如開路或短路而從另一端反射時,可能形成這樣的駐波。 線路無法以駐波頻率傳輸功率通常會導致衰減失真

    實際上,傳輸線和其他組件中的損耗意味著完美反射和純駐波永遠無法實現。 結果是部分駐波,它是駐波和行波的疊加。 波類似于純駐波或純行波的程度由駐波比 (SWR) 衡量。

    另一個例子是公海中由相同波浪周期向相反方向移動的波浪形成的駐波。 這些可能在風暴中心附近形成,或由岸邊涌浪的反射形成,并且是微氣壓和微震的來源。

    數學描述

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    首先,無限長弦的示例顯示了沿相反方向傳播的相同波如何干涉產生駐波。 接下來,兩個具有不同邊界條件的有限長度弦示例演示了邊界條件如何限制可以形成駐波的頻率。 接下來,管道中的聲波示例演示了如何將相同的原理應用于具有類似邊界條件的縱波。

    駐波

    駐波也可以出現在二維或三維諧振器中。 對于二維膜上的駐波,如上面的動畫所示,節點變成節點線,表面上沒有運動的線,將以相反相位振動的區域分開。 這些節點線模式稱為克拉圖形。 在三維諧振器中,如樂器音箱、微波腔諧振器等,都存在波節面。 本節包括一個具有矩形邊界的二維駐波示例,以說明如何將概念擴展到更高維度

    無限長字符串上的駐波

    首先,考慮一個沿 x 軸無限長的字符串,它可以在 y 方向上橫向自由拉伸。

    對于沿弦向右傳播的諧波,弦在 t 中的位移

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    1. 駐波
    2. 移動媒體
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    4. 數學描述
    5. 無限長字符串上的駐波

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