先備知識從彈簧連接的粒子到波

疊加、干涉與繞射

從長弦的兩側,分別送出高度1 cm⁠的波峰與深度1 cm⁠的波谷,使兩者以相同速率相向傳播。

山と谷が完全に重なる瞬間、弦の中央の変位は?

用公式解釋現象

  1. 1從前一章的波動方程式出發∂²y∂t²=⁠c² ∂²y∂x²……
  2. 2驗證2⁠個解的和也是解y=⁠y₁+⁠y₂……
  3. 3將相向傳播的波峰與波谷相加y=⁠f(x − ct)−⁠f(x + ct)……
  4. 4求完全重疊瞬間弦上各點的速度∂y∂t=⁠−2c f′(x)(t = 0)……
  5. 接下來利用疊加探討反射、駐波、干涉、繞射與折射。
  6. 5使波在端點反射y(L, t)=⁠0……
  7. 6使振幅與波長相同的正弦波沿相反方向傳播y=⁠2A sin kx cos ωt……
  8. 7將結果應用於兩端固定的弦fn=⁠n c2L……
  9. 8將來自2⁠個波源的波疊加|r₁ − r₂|=⁠m λ……
  10. 9將波面上的各點視為波源下一個波面=⁠所有子波的共同切面……
  11. 10使波通過狹縫首次發生完全相消的方向:sinθ=⁠λd……
  12. 11求波進入不同波速區域時的折射情形sinθ₁sinθ₂=⁠v₁v₂……