什么是驻波?驻波的特性?


驻波 (stationary wave(英)/standing wave (美)) 频率相同、传输方向相反的两种波(不一定是电波),沿传输线形成的一种分布状态。驻波的特性如下:

①电压和电流不但在时间上相差90°。在空间上也相差90°;

②平均功率为零,因此不能用来输送电磁能;

③具有位置不随时间而变化的波腹和波节,波节和相邻波腹之间的距离为λ/2;

④输入阻抗为纯虚数,阻值随传输线长度而变化。

其实,驻波就是空间的共振现象,只要二对立平行墙面的距离等于半波长的整倍数,就会产生共振,也就是驻波。

例如,一个5公尺长的距离就是34Hz的半波长(声音的速度每秒340公尺除以频率34Hz就是全波长10公尺),这样的长度就会在34Hz的2, 3, 4, 5, 6, …倍处产生驻波。也就是在34Hz, 68Hz, 102Hz,136Hz…等处产生驻波。

扩展资料:

各种乐器,包括弦乐器、管乐器和打击乐器,都是由于产生驻波而发声。为得到最强的驻波, 弦或管内空气柱的长度L必须等于半波长的整数倍,即,k为整数,λ为波长 。

因而弦或管中能存在的驻波波长为kλ/2,相应的振动频率为2*3.14u/λ,υ为波速。k=1时,称为基频,除基频外,还存在频率为kn1的倍频。

产生驻波的条件

①传输线终端开断、短连或阻抗不匹配,出现了反射;

②两种波的频率、传输速度完全相同,但方向相反。

参考资料来源:百度百科——驻波

驻波全部奥秘隐含在驻波合振动表达式中: y(x,t)=Acos(βx)sin(ωt)。在cos(βx)=0的(x)位置,0乘以单位正弦波永恒=0,此点为波节,这点永远不振动始终静止于平衡位置。在cos(βx)=最大值1的(x)位置,1乘以单位正弦波=单位正弦波,此点为波腹且振幅最大为A,振幅A=入射波振幅×2=反射波振幅×2。在一个周期内波腹点上下振动且二次通过平衡点,由于只有x与y轴没有t轴,因此y(t)图像是丄x轴的、质点在(A,-A)之间上下往返留下的竖直轨迹线段(↑↓)。在cos(βx)<1的(x)位置,纯小数乘以单位正弦波=振幅变小(<A)的正弦波,该点做振幅<A的上下振动。以上讨论的各x位置在X轴上固定不动,于是整体上看驻波不移动,驻留之波非行波也。然而驻波本质上是由行波一一入射波与反射波迭加的结果。实验室用打点计时器做振源,可在水平方向的蜡线上演示效果很显著的驻波现象。驻波可视为发生在直线上 (一维空间) 的两列波 (入射波与反射波) 的干涉。


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