驻波教学中的初相问题

从推导驻波方程的一般形式出发,讨论了入射波和反射波的初相在驻波形成中的作用和关系.     

用相位图分析驻波形成

波的核心是相位，驻波的关键是入射波与反射波的相位差，入射波和反射波相位随ｘ、ｔ变化的关系可用相位图（移动的斜线）表示，而相位差仅随ｘ变化，也可用斜线表示，这样即可很方便地确定波节和波腹的位置。     

驻波法测量声速实验的系统误差分析

在驻波法测量声速的实验中,系统误差产生的主要原因是:声波在两端面间多次反射,入射波与反射波并非形成理想驻波;能量损耗以及回程差等。为此,在实验中应采取的措施是:选定压电换能器的反射面与接收面的距离后开始测量;准确判断测量点(极大值的位置);以及改进仪器设备等。     

关于音叉弦振动的讨论

在大学物理教材中［１］［２］［３］常用音叉弦振动来描述驻波现象，并都认为驻波的形成原因是入射波（由音叉带动弦振动所引起的波）与反射波的干涉结果。这种解释实际上是欠妥当的。本文详细讨论了音叉弦振动形成驻波的现象及其原因。     

音叉弦上驻波的节点位置

1引言 驻波的形成作为证明波的迭加原理的一个物理现象,在很多教材和文献中都有论述.但大多仅限于讨论入射波和反射波的迭加从而形成驻波的现象,并未对驱动源与反射面之间全部空间中波的迭加情况作详细研究.特别是在一些文献中[1～3],讨论驻波形成时所用的音叉振动在弦上形成驻波的示意图,采用了过于简化的处理,将起驱动源作用的音叉作为驻波的一个节点,很容易造成误解,如图1所示.     

说明驻波原理的模型

在讲驻波这一课题时,其主要的困难有雨个,第一个困难是绘图,因为讲这一课题时,必须要画很多的正弦曲线,来表示入射波、反射波及合成波之间的关系,并且要把这些正弦曲线,都摆在恰当的位置上,如果在课堂上随讲随画,很难画得正确,同时也费时间。如果在课前把图面好,同学们就会对图上面的一大片正弦曲线,感到难以分辨,因而对入射波与反射波的传播情况,也不能有一明确的概念。     

气体柱中纵驻波的演示

本文介绍用煤气火焰演示纵驻波的实验装置。 沿封闭充气管轴向传播的纵波,在管端被反射。如果管长l和波长λ之间满足条件 l=nλ/2。n=1,2,3,…则在管内气柱中,将因入射波和反射波之间的干涉而产生纵驻波。 用图1所示的装置演示气柱中的纵驻波,能给人以深刻印象,并可供一、二百人同时观看。 实验装置和使用情况简述如下:在管子一端密封安装一个扬声器,它由低频讯号发生器通过输出变压器来激励。从管子的另一端导入煤气(或液化石油气),使煤气充满整个管内,并通过管子上边等间距的一排小孔慢慢逸出。将逸出的煤气点燃以后,就产生一排火焰。适当…     

弦上驻波的诠释

弦上的驻波，有别于无限空间的理想驻波．其主要成分是腹振幅远大于入射波振幅且腹振幅递增的定域驻波；次要成分则是其振幅小于入射波振幅且其振幅渐减的正向行波．     

激光等离子体对反射波频移影响的实验研究

 研究了微波被激光等离子体反射时反射波的频率变化。实验中微波发生器产生的微波入射到激光等离子体并被等离子体反射,反射波的频率由频谱分析仪测量,发现反射波的频率与入射波的频率明显不同,分析了在激光等离子体膨胀和熄灭两种情况下激光功率密度和入射波频率对反射波频移影响的原因。结果表明：在等离子体膨胀和熄灭过程中,反射波频移的最大值随激光功率密度的增加而增加;随入射微波频率的增加而减小。     

绳波演示仪

在"波的形成和传播"这节课中,绳波的演示给教学带来极大的困难.对该实验研究后,发现该实验主要有以下几点缺陷,一是机械能损失大,振幅衰减快,波速快,波形差;二是反射波干扰入射波;三是可视性差.为了解决以上矛盾,我们设计制作了"绳波演示仪",具体制作和使用方法如下.     

液体驻波演示仪的研制和应用

根据驻波形成的原理及其特点,利用MCU,DDS,LPF等产生频率和相位可数控调节、频率稳定性较好的大功率DDS信号源,使用该功率信号驱动由扬声器、声波汇聚器、有机玻璃管和少量液体组成的驻波演示管. 在驻波演示管内,由扬声器发出的行波和反射面形成的反射波干涉形成物理模型清晰的驻波.     

声波反射波形的记录及观察

在“驻波”的教学中，有反射波与人射波的位相问题：半波损失和全波反射．考虑在弦线上行进着一个横向脉冲（图1），当到达一固定端，它的反射波形变成“颠倒”，相对于入射波有了。位相变化，称之为半波损失，或半波反射．当人射波到达自由端，它的反射波形仍为“直立”，与入     

驻波法测量声速实验中的非完全驻波

驻波法测量空气中的声速实验中 ,由于反射波的振幅小于正向波的振幅 ,合成后形成的是非完全驻波 ,实际上 ,这是一个驻波与行波的叠加。     

光驻波──维纳实验的数学证明

1890年,维纳(O.Wiener)第一个直接演示了光驻波的存在.图一为装置示意图.使单一波长(确切地说,波长范围非常窄)的一束平行光,垂直投射到前表面镀银的反射镜MN上,入射波和反射波叠加在一起,形成驻波.然后把涂上非常薄(厚度不到1/20波长)的透明感光膜的平玻璃片放在驻波中(如图一)感光片与镜面倾斜,约成1/100度角.曝光显影后,就得到一系列彼此等距的黑色条纹,它们位于感光底片与驻波波腹相交的区域.这里,应详细说明我们谈论的是电波动还是磁波动的波腹.实验结果表明,底片是对场E感光.下面就对此进行数学处理. 假定导体位于SSO的平面处.设…     

水下弹性圆柱的共振散射

当声波频率与水下弹性圆柱的某一模式的共振频率相符时,圆柱受声波激励产生的共振振动向周围介质辐射的声波最强。国内、外研究表明,对一般的金属圆柱而言(其弹性纵波与切变波速度大于水中声速),在与入射波方向相反的方向上,由于这种辐射声波与圆柱表面的几何反射波位相相反,因此两者干涉的结果形成了在共振频率上出现反向散射声振辐的极小值。本文揭示了一种新的情况,即对于弹性切变波波速小于水中声速的一种材料做成的圆柱体,无论是理论计算和实验测量,均表明在共振频率上出现反向散射振幅的极大值。     

绳波的演示

针对普通绳不易于课堂演示，笔者制作了绳波演示绳，可较好的演示波的形成、传播、叠加、反射和驻波等．     

平面电磁波在任意方向运动的介质-介质界面上的反射和透射

研究平面电磁波从一种介质入射到另一种以任意方向运动的介质时,在介质界面上发生的反射和透射现象,从Maxwell方程组、运动界面的边值关系和运动介质的本构关系出发,得到了反射波和透射波电磁场矢量与入射波电磁场矢量的关系的表达式、反射和透射系数,讨论了反射波、透射波与入射波之间的能量关系,电磁波对运动介质作用力的性质,并得出一些新的结论． 关键词：     

驻波能量流动特性的一个教学方案

通过计算弹性棒中纵向驻波的能流密度 ,给出驻波中能量的流动特性     

驻波能量流动特性的一个教学方案

通过计算弹性棒中纵向驻波的能流密度,给出驻波中能量的流动特性。     

多光子非线性Compton散射对等离子体平面反射电磁波的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和电磁波与等离子体相互作用模型,研究了Compton散射对等离子体平面反射电磁波特性的影响,提出了将Compton散射作为影响等离子体平面反射电磁波的机制,给出了等离子体平面反射电磁波反射率的修正方程,并进行了仿真实验.结果表明:不同频率下,低频段等离子体密度随电场强度增大而迅速增大,到达平衡态时间明显缩短,这是因散射使场强迅速增大,等离子体中粒子发生电离几率增大的缘故.高频入射波使反射波强度减低最多,最后几乎趋于0,这是因散射使等离子体频率高于入射波频率的成分大大增加的缘故.不同频率入射波的反射波频率有微小增大,这是因散射使信号与等离子体复合扩散时间尺度差距缩小,反射波的非线性效应逐步显现的缘故.随碰撞频率增大,低密度等离子体密度增加最快,到达平衡态时间最短,这是因散射使等离子体碰撞频率增大,有更多粒子参与电离的缘故.