需要先学习的内容简谐运动

从弹簧连接的粒子到波

在张紧的弦上,粒子上下振动,波峰向右传播。改变张力,比较波峰传播2.0 m⁠所需的时间。

张力100 N→400 N⁠で、山が2.0 m⁠進む時間は何倍か?

用公式解释现象

  1. 1用弹簧连接2⁠个物块m d²x₁dt²=⁠−k x₁+⁠k (x₂ − x₁)……
  2. 2将振动分解为2⁠种模式ω₁ = √(km)⁠,ω₂ = √(3km)……
  3. 3用弹簧将大量粒子连接成一列m d²yjdt²=⁠k (yj+1 − 2yj + yj−1)……
  4. 4求张紧弦上一个小段所受的力ρa d²yjdt²≒⁠(Sa)(yj+1 − 2yj + yj−1)……
  5. 5当间距a⁠远小于波长时,用二阶导数显示左右两侧斜率之差yj+1 − 2yj + yj−1≒⁠a² ∂²y∂x²……
  6. 6代入运动方程,得到波动方程在连续极限下∂²y∂t²=⁠c² ∂²y∂x²……
  7. 7求弦上的波速c=⁠√(Sρ)……
  8. 8求保持形状传播的解y=⁠f(x − c t)……
  9. 9用公式显示正弦波y=⁠A sin 2π(tT − xλ)……
  10. 10改变振动方向∂²u∂t²=⁠c² ∂²u∂x²……
  11. 11保留有限间距a⁠,代入正弦波v=⁠c×⁠sin(πa/λ)πa/λ……