介绍几种波的演示教具

波是振动在弹性介质内的传播,是自然界中物质运动形式的一种。由于波动的过程是迅速而连续的,传波介质的各个质点又非常微小,因此波动的许多特性不能靠直接观察的方法来认识,这就增加了教师讲解与学生接受这一部分知识的困难。通过像绳中进行的波、弦中的驻波、水面发生的波以及水波的反射、干涉等演示实验来使学生看到各种波动的现象,是比较方便的,但是如何将波的形成与传播的过程,逐步向学生作具体详尽的说明,使他们获得深刻明确的概念,都比较困难。下面介绍几种演示教具,希望能在讲解波     

正压大气环流中的曲面周期波和孤波

大尺度正压大气环流的波动特征对理解气候变化具有重要的意义,而非线性浅水波方程组是描述大尺度正压大气环流的原始控制方程.本文对线性方程的复变函数解,通过二次适当的移植,求得浅水波方程组的发展方程的扰动位势的实变函数解,该实变函数解析解由基流项和波动项两部分组成.其中基流由波数、波速、β效应、变形半径和时间的任意函数共同决定;波动项与β效应有关.分析表明,在大尺度正压大气环流中扰动位势存在曲面的周期波和孤波的现象,周期波与孤波相互调制而呈现不稳定性;当多个周期孤波同时出现时,则彼此独立传播;扰动位势波动项中的时间任意函数对曲面周期孤波的波幅有调制作用,可控制波的产生、发展和消失.所得结果对研究大气波动现象和气候变化具有一定的理论参考价值.     

多普勒效应及其应用

生活中会有这样的经验：火车急速离去时,汽笛声调会低沉下去;而迎面驶来,声调则变高,这种现象物理上称之为多普勒效应,它是波动现象特有的规律． 简言之,多普勒效应可以这样表述：当波源和观察者存在相对运动时,观察者接收到的波的频率会偏离波动本来的频率,相向运动,频率就升高;相背运动,频率则降低,而且相对运动速度越大,这种频率偏移也越大,电磁波,机械波都会产生多普勒效应,下面是准确的表示公式． 对于机械波,设波动的传播速度为ｕ,波动的固有频率为ｆ．当波源以速度ｖ相对观察者运动时,则接收者接收到波的频率ｆ会…     

对水面波教学中常见谬误的澄清

从直观来看,水面波非常类似于典型的横波。在一些教材中经常选用水面波来演示机械波,但在表述中也未加说明。这样在学生头脑中形成的“前概念”,水面波是横波,更有人认为水面波是正弦波。本文从水面波产生的机理出发澄清这些不正确的认识。     

关于波的几个演示实验

波的反射与折射、干涉与繞射都很容易藉水面上的波紋演示出來。為了產生這種水面波,先製備一個水盤,它的木框的尺寸為60厘米×60厘米,框的邊緣是倾斜的,盤底则是玻璃的。圖1表示出盤和它投在幕上的影子。倾斜的框邊能吸收傳來的水波,減少它的反射,以免它擾亂盤中的實驗。在盤框的一邊中間,緊夾在兩個木塊當中的鋼片(鉗工底鋸條之類的     

水面波驻波演示仪

自制水面波驻波演示仪.在透明的长方体水槽一端安装搅水振子,通过控制电源电压调节振子的振动频率,可以演示频率为2~5Hz的水面波驻波.实验中水面波的频率与振子的振动频率相同,在水槽中形成稳定的驻波后,测量波节间的距离,计算后得到波长以及水面波的传播速度.     

测不准关系(上)

一、测不准关系的引出 大家知道,玻恩(M·Born)对波函数的统计诠释,实质上是将物质的粒子──波动两重性统一到“几率波”的概念上。在这概念中,经典波动的概念只是部分地被子保留下来(主要是波的相干叠加性),而一部分概念则被抛弃。例如,几率波并不是什么实在的物理量在三维空间中的波动,而一般说来是多维位形空间中的几率波。此外,它与经典波的突出差别之一在于 与 (C为常数)描述的是粒子的同一个状态,而对经典波,两者则代表不同的波动状态。正是由于这个差别,几率波有“归一化”的概念,而经典波则根本谈不上什么 “归一化”。 同样,经…     

关于“声波干涉”的演示实验

全日制十年高中物理上册,第八章机械振动和机械波中,在讲述了“波的干涉”后,得到“一切波都能发生干涉。干涉是波特有的现象。”的重要结论。这个结论说明,干涉是波特有的现象,有无干涉现象是判定是否是波动的重要标志。一般在教学中仅做水波干涉的演示实验。通过一个实验要得到这个重要结论,学     

水面波动和水体湍流退化图像的复原方法

水面波动对水下图像造成的畸变和水体湍流造成的模糊等严重制约了空中对水下目标探测、水下透空目标警戒、海上搜救等的应用，实现畸变和湍流校正具有重要的意义。综述了复原水面波动和水体湍流引起的图像失真的研究进展，给出了基于幸运块(lucky patch)选择的校正、基于图像配准的校正、基于水面波形估计的校正和基于图像退化模型的校正四大类方法的特点及典型的图像复原效果，并分析了复原水面波动和水体湍流退化图像复原方法进一步深入研究的内容。     

概率波和非概率波

对于把克莱因-戈尔登方程当作是玻色子的方程的看法提出异议,认为它是所有微观粒子均要满足的方程,但它却不能成为任何一类粒子的波动方程.提出了克-戈方程中包含着概率和非概率两类波的概念,认为概率波还要遵从一个对时和空都是一阶导数的方程,这才是粒子的波动方程.不同种类粒子性质的不同则体现在他们概率波类型的不同上.     

关于双曲函数方法求孤波解的注记

针对文献[18]提出的求解非线性波动方程孤波解的双曲函数方法和文献[19]的分析和改进,给出一个注记.并进一步讨论了它的应用.表明这种方法确实是一种简单而实用的方法. 关键词： 双曲函数方法 孤波解 非线性波动方程     

三类大气基本波动的广义变分原理

半反推法是He为了寻求数学物理问题的变分原理而提出的, 可避免由拉氏乘子法引起的临界变分现象. 应用半反推法分别获得了动力气象中Rossby波、大气声波和重力外波等三类基本大气波动的广义变分原理, 并验证了它们的正确性.     

涟波箱水面波的传播速度问题

本文分析和描述涟波箱水面波中各质点的运动规律,应用“大学物理”中的理想流体稳定流动中的伯努利原理,对涟波箱水波传播速度与波长和水深的关系予以讨论,以了解涟波箱水面波传播速度的变化规律,有助于进一步理解涟波箱演示器的原理.     

对“静水中表面波的力学分析”一文的几点补充

通过对“静水中表面波的力学分析”一的补充讨论，得出，与波长λ相比，深度ｈ不须很大，便能在很高的精度上将水面质元的轨迹视为正圆，在此基础上给出了水面波的波形曲线方程，并指出深槽和浅槽近似条件下水面波的传播特征。     

某跨音速轴流压气机转子叶顶泄漏流的非定常特征

本文采用数值模拟方法研究了某跨音速轴流压气机转子在设计间隙、不同流量工况下叶顶泄漏流非定常流动特征.结果显示该转子在大部分工况下都出现非定常波动现象.静压均方根值分布表明非定常波动现象主要存在于叶顶,是由叶顶泄漏流自激非定常性引起,激波及波涡干涉位置附近波动不明显.针对小流量工况,分析了泄漏流的非定常特征和叶顶拟S1流面瞬态静压在一个波动周期内随时间的变化规律,并详细阐述了间隙中部叶顶两侧压差与泄漏流速度之间的动态循环过程.随流量减小,叶顶非定常波动频率减小,波动强度增强,压力面最强的波动区域向前缘移动.     

简并四波混频相位共轭介质中的光强分布

相位共轭现象在很多领域有着广阔的应用前景。本文对非线性介质中所发生的简并四波混频相位共轭过程进行了较详细的分析，以耦合波动方程的解为基础，研究了介质中正向探测波和反向相位共轭波的光强分布，得到比迄今文献报导的更为确切的结果。     

基于光学投影的智能化水波演示仪

利用频闪光的水波投影设计制作了智能化水波演示装置,增强了水波的各种典型现象的演示效果,利用单片机使波动现象可控可调、持续稳定.使用该装置测量了表面张力波的波速与表面活性剂的关系、波速与波长的关系.     

漫谈波动

 波是自然界中最重要的现象之一。我们生活的大地、海洋及大气等都涉及波动现象。例如,发生地震时地球中传播着地震波;我们交谈时,空气中传播着声波;我们收看的电视节目是通过电磁波传播的.     

激光—声通信研究

通过对多普勒相干检测方法的研究,开发了一套激光测振系统,可以通过对水面质点振动速度进行非浸入式的探测,进而获取水下声信息。本文对水面平静和波动两种情况下的激光声通信进行了研究,通过水池实验证明了探测和通信原理的正确性和可行性,给出了系统最小可探测声压级,对波动水面下的数据丢失情况进行了分析,并提出了可能的解决途径。     

非线性扩散系统的波动现象

在远离平衡的开放系统中,存在着一大类波动的现象。这种在耗散背景下稳定的波动往往是时空有序的重要形式。对这类现象的描述依赖于对相应反应扩散方程的深入研究。在过去十几年中,这方面的研究工作取得了相当可观的进展,并已成为应用数学家,物理学家、化学家、生物学家共同感兴趣的领域。本文评述了近年来对反应扩散系统中几种常见波的研究。