三、波长、频率和波速
现在,我们来研究图 6-3 中的横波的传播情况。由质点 1 发出的振动
传播到质点 13 以后,质点 13 的振动跟质点 1 的振动步调完全一致:这两
个质点在振动中的任何时刻对平衡位置的位移总是相等的。同样,质点 2 和质点 14,质点 3 和质点 15,等等,在振动中的任何时刻对平衡位置的位移也总是相等的。
在波动中两.个.相.邻.的.、.在.振.动.过.程.中.对.平.衡.位.置.的.位.移.总.是.相.等.的.质.
点.间.的.距.离.,.叫.做.波.长.。波长通常用字母λ
在横波中,两个相邻的波峰间的距离或两个相邻的波谷间的距离,都等于波长。
在纵波中,两个相邻的密部间的距离或两个相邻的疏部间的距离,都等于波长(图 6-14)。
波源以某一周期和频率振动后,在波的传播过程中,介质中各质点均以这个周期和频率振动,因此这个周期和频率也就是波的周期和频率。
在图 6-3 中,质点 1 振动一个周期后质点 13 开始振动。所以经.过.一.个.
周.期.,.振.动.在.介.质.中.传.播.的.距.离.等.于.一.个.波.长.。由此可以得出波速:
v = λ
T
周期T与频率f互为倒数,即f = 1 ,所以上式可以写成
T
v = λf
即波.速.等.于.波.长.和.频.率.的.乘.积.。这个关系虽然是从机械波得到的,但是它对以后要学习的电磁波、光波也是适用的。
机械波在介质中传播的速率是由介质本身的性质决定的,在不同介质中传播的速率并不相同。
**[例题]**如图 6-15 所示,S 点是波源,振动频率为 100 赫,产生的简谐波向右传播,波速 v=80 米/秒,在传播途中经过 P、Q 两点。已知 SP=4.2 米,SQ=5.4 米。
-
在某一时刻 t,当 S 点通过平衡位置向上运动时,P 和 Q
是处于波峰,处于波谷,还是处于其他位置?
-
取时刻 t 为时间起点,分别作出 S、P、Q 三点的振动图象。