高二物理驻波
驻波
比检测
在多频信号合路端口串联宽频带双向耦合器，分别提取输入功率和反射功率，送入检波器，将射频信号功率 转化为直流信号，然后通过单片机或简单的运算放大电路进行运算，得出该端口的驻波比。此种方式中，检波器 检测的信号是前面多路输入信号功率的叠加值，由于驻波比是频率的函数，即驻波比随频率的变化而变化，上述 手段无法对信号频率进行区分，因此驻波检测精度极低，往往不能达到对设备进行有效监测的要求，常常发生误 告警或者不告警的情况。
在多系统接入平台的输入端，分别对单个频段进行输入功率检测，获得精确的输入功率值。对多频合路端口 进行宽频带反射功率耦合后，用射频开关及滤波器进行频带选择，将多频合路宽带信号拆分为多个窄带信号，再 送入检波器进行功率检测，为多频合路端口的驻波检测引入了频率信息，以实现对合路端口的驻波比进行准确检 测的目的。同时，与传统方式相比，合路端口的耦合器由双向耦合器改为单向耦合器，能显著降低定向耦合器实 现高方向性的难度。
特点：两个波的频率、传播速度完全相等，但方向相反。
方程
2个周期为T，波长为λ，振幅为A的简谐波沿着x轴向相反方向传播。 沿x轴正方向传播的波称为右行波，波动方程为 y1=Acos2π（t/T-x/λ ）（ 1） 沿x轴负方向传播的波称为左行波，波动方程为 y2=Acos2π（t/T+x/λ ） （ 2） 合成后的驻波方程为式为 y=y1+y2=2Acos2π(x/λ)cos2π(t/T) （ 3） 可见，合成后的波上的任何一点都在做同一周期的简谐振动。
特性
驻波入射波（推进波）与反射波相互干扰而形成的波形不再推进（仅波腹上、下振动，波节不移动）的波浪， 称驻波。驻波多发生在海岸陡壁或直立式水工建筑物前面。紧靠陡壁附近的海水面随时间虽作周期性升降，海水 呈往复流动，但并不向前传播，水面基本上是水平的，这就是由于受岸壁的限制使入射波与反射波相互干扰而形 成的。波面随时间作周期性的升降，每隔整数个半个波长就有一个波面升降幅度为最大的断面，称为波腹；当波 面升降的幅度为0时的断面，称为波节。相邻两波节间的水平距离仍为半个波长，因此驻波的波面包含一系列的波 腹和波节，腹节相间，波腹处的波面的高低虽有周期性变化，但此断面的水平位置是固定的，波节的位置也是固 定的。这与进行波的波峰、波谷沿水平方向移动的现象正好相反，驻波的形状不传播，故名驻波。当波面处于最 高和最低位置时，质点的水平速度为零，波面的升降速度也为零；当波面处于水平位置时，流速的绝对值最大， 波面的升降也最快，这是驻波运动独有的特性。
高中物理波动现象中的驻波与行波
高中物理波动现象中的驻波与行波在高中物理的学习中，波动现象是一个重要且富有挑战性的部分。
其中，驻波和行波是两种常见且关键的波动类型，理解它们对于深入掌握波动的特性和规律至关重要。
首先，让我们来认识一下行波。
行波就像是一位不停向前奔跑的运动员，它在介质中不断地向前传播，将能量从一个地方传递到另一个地方。
行波的波形会随着时间的推移而向前移动，就像我们在平静的水面上扔一块石头，产生的涟漪会一圈一圈地向外扩散。
行波具有一些明显的特点。
比如说，它的波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离，而波速则是指波在单位时间内传播的距离。
频率则代表了单位时间内波振动的次数。
这三个物理量之间存在着密切的关系，即波速等于波长乘以频率。
在实际生活中，行波的例子随处可见。
比如声波就是一种行波，当我们说话时，声音从声源处产生，并以行波的形式向四周传播，最终被他人的耳朵接收。
还有无线电波，它们承载着各种信息，从广播电台的发射塔出发，以行波的形式在空间中传播，让我们能够收听广播、使用手机进行通信。
接下来，我们再看看驻波。
驻波可以被想象成一群运动员在原地踏步，虽然他们在不停地运动，但整体并没有向前或向后移动的趋势。
驻波是由两列振幅、频率和传播方向相同，但传播方向相反的行波叠加而成的。
驻波有一些独特的表现。
在驻波中，会出现一些位置，始终保持静止不动，我们称之为波节；而在另外一些位置，振动的幅度最大，这些位置被称为波腹。
驻波的波长也有其特定的计算方式。
在实际应用中，乐器就是驻波的典型例子。
比如小提琴的琴弦，当被弹奏时，琴弦上就会形成驻波。
不同的弦振动方式会产生不同频率的驻波，从而发出不同音高的声音。
那么，驻波和行波之间又有哪些区别和联系呢？从传播方式来看，行波是不断向前传播的，而驻波则是原地振动。
在能量传递方面，行波能够有效地传递能量，而驻波的能量在波腹和波节之间来回转换，整体上没有能量的定向传播。
然而，驻波和行波也并非毫无关联。
驻波可以看作是两列特殊的行波叠加的结果，而在某些情况下，行波在特定的条件下也可以转化为驻波。
中学物理中驻波的教学和演示
中学物理中驻波的教学和演示
！
教学步骤如下：
一、对驻波的概念加以讲解、阐释
1. 先讲解驻波是一种动力学现象，由于棉线或其他介质的耗散及棉线
具有质量、振动维持时间，会把原本的波形改变成重复的振动。
2. 然后结合实验演示，示范振动棒（台式驻波器）的谐振频率，演示
其能够在固定的频率下持续振动，观察棒上的振动形状。
3. 学生实际操作的时候，将振动棒放置在驻波器上，改变棒的位置，
并观察棒上的振动。
当改变棒的位置、频率以及其它参数时，可以观
察到棒上的变化，从而加深对驻波现象的理解。
二、深入讲解驻波现象存在的原因
1. 首先，详细介绍棒的质量、振动角频率、振动维持时间等参数对形
成驻波的影响，以及棒的质量等参数如何改变驻波的模式。
2. 其次，指导学生根据实验情况，说明驻波现象为什么会发生？其实，驻波是由棒的质量、振动角频率、振动维持时间等参数相互作用而形
成的。
三、结合拓展性问题引导学生自主探究
1. 利用振动棒实验，完成驻波现象，以及使驻波模式发生改变的实验，学生自行观测与研究，找出变化因素。
2. 并结合学生的实验结果，对比讨论不同参量之间的关系，分析不同
参量对现象的影响，以此总结整个现象以及其存在原因，以此让学生
真正融汇贯通。
高二物理竞赛课件：驻波的能量
须是波节，弦上形成驻波的条件(称为简正模式)：
Ln
( n=1,2,3)
2
驻波波长和简正模频率：
2L , nu (基频, 二次谐频)
n
2L
返回 退出
*若弦的一端固定，一端自由，简正模：
Ln
24
(2n 1)u
4L
返回 退出
例 如图二胡弦长 l 0.3 m ，张力 T 9.4N . 密度 3.810 4 kg m . 求弦所发的声音的基频和谐频.
π] 3
(m)
为了在此弦线上形成驻波，并且在x= 0处为一
波节，此弦上还应有一简谐波，求其表达式。
解： 反向波：
y2
0.02 cos[2π( t 0.02
x) 20
]
合成波：
y y1 y2
0.04 cos[1 ( 2x π )]cos[1 ( 4πt π )]
2 20
3
2 0.02
x l 2 时，y1 = Acos t，
A c os t
l 2u
1
Acost
1
l
2u
返回 退出
x l 2 时，y2 = Acos t，
A c os t
l 2u
2
Acos(t
)
2
l
2u
右行波、左行波表达式：
y1
A cos
t
x u
l 2u
y2
A c os t
x u
l 2u
返回 退出
入射波与反射波 在反射点同相
波腹
光波：光密 到 光疏
固定端反射 半波反射
波疏 波密界面反射 光波：光疏 到 光密
入射波与反射波 在反射点反相
高考物理 驻波
高考物理驻波全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：驻波的形成是由两个波源所产生的波相遇而形成的。
波源可以是任何波的形成源头，比如弹簧振子上的弹簧、横波绳振动以及空气中的声波等。
形成驻波的必要条件是：波源频率相同、振动方向相反，且波源之间的距离正好是波长的整数倍。
这样，两个波就会在空间内相遇并相干叠加，最终形成驻波。
驻波在物理学中有着重要的应用，其中一个典型的例子就是管道中的驻波。
在管道内，声波会在管壁反射，当两个声波频率相同、波长一半的整数倍时，会形成驻波。
这种驻波的产生使得声音在管道中有所共振增强，对于声音传播有重要影响。
另外一个常见的应用是在天线上的驻波。
天线上的电磁波会到达反射点反射回去，当反射波和入射波相干叠加时就会形成驻波，这种驻波就是天线共振的基础。
通过合理设计天线和调整波长等参数，可以达到最佳的信号接收效果。
在其他领域，比如光学和微波领域，驻波也有着广泛的应用。
在光学中，利用布拉格衍射理论可以形成光的驻波，这种驻波结构不仅可以用来研究光的性质，还可以应用于激光等领域。
在微波领域，驻波管是一种基于驻波原理设计的微波设备，可以有效地引导微波能量传输，广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
第二篇示例：驻波现象是光波或波在传播过程中，由于受到反射波的干涉而产生的一种特殊波动现象。
在高考物理中，驻波是一个重要的概念，涉及到波的性质、波的传播以及波与介质的相互作用等知识点。
本文将从理论知识到应用实例，全面解析高考物理中的驻波现象。
一、驻波的基本概念驻波是指两波在同一直线上同时传播，而波的振幅、频率、波长以及波速相等或近似相等，导致两波叠加形成波纹的波动现象。
在传播过程中，波在空间中的振幅会发生周期性的变化，形成一些固定的节点和腹部，使得波在特定的区域内固定不动，这种现象就是驻波。
驻波的形成需要满足一定的条件，例如波的幅度和频率要相同，波速要一致；两波之间的相位差要恰好为整数倍的π。
只有满足这些条件，波才能形成固定的节点和腹部，产生驻波现象。
驻波经典知识介绍
λ
的同频率谐振动。 的同频率谐振动。
三、驻波的特点
1.频率特点：由图及方程知，各质元以同一频率作简 1.频率特点：由图及方程知， 频率特点 谐振动。 谐振动。 2.振幅特点： 2.振幅特点 振幅特点： x (1)各点的振幅 有关， (1)各点的振幅 2Acos(2π λ ) 和位置 x 有关，振幅 大小按余弦规律随 x 变化 (2)波节 有些点始终静止， 波节： (2)波节：有些点始终静止，这些点称作波节
实际中驻波的形成 实际的驻波可由入射到媒质界面上的行波和它 的反射波叠加而成。 的反射波叠加而成。 1.波在固定端的反射 (如一端固定的弹性绳) 1.波在固定端的反射 如一端固定的弹性绳) 反射点是波节(和固定点情况吻合) 反射点是波节(和固定点情况吻合)。 2.波在自由端的反射 2.波在自由端的反射 反射点是波腹。 反射点是波腹。 问题 在两个介质分界面上将如何 ?
驻波的能量被“封闭” 驻波的能量被“封闭”在相邻波节和波腹间的 λ 的范围内，在此范围内有能量的反复流动， /4 的范围内，在此范围内有能量的反复流动，但能 量不能越过波腹和波节传播, 量不能越过波腹和波节传播,驻波没有单向的能量传 输。 形成驻波的两个行波的能流密度数值相等，方 形成驻波的两个行波的能流密度数值相等， 向相反，因此它们叠加而成的驻波能流密度为零， 向相反，因此它们叠加而成的驻波能流密度为零， 驻波不传播能量 ---“驻”字的第三层含义。 ---“ 字的第三层含义。
二 、驻波方程
设两列沿同一直线相向传播的同振幅相干波, 设两列沿同一直线相向传播的同振幅相干波, 取两波在空间某点引起振动,同时达到最大为起始时刻, 取两波在空间某点引起振动,同时达到最大为起始时刻, 该点为坐标原点. 该点为坐标原点. y1 u x 入射波 y 1 = A cos 2π t − x
物理实验驻波实验报告
一、实验目的1. 观察驻波现象，了解驻波的形成条件和传播规律；2. 通过实验验证波速、波长、频率之间的关系；3. 学习使用示波器观察和分析驻波波形。
二、实验原理驻波是由两列振幅、频率相同，传播方向相反的波叠加而成的。
当两列波相遇时，它们会发生干涉，形成驻波。
驻波的特点是波峰与波谷交替出现，且波峰与波谷之间的距离为半个波长。
在弦上形成的驻波，其波速v与弦的张力T和线密度μ之间的关系为：v =√(T/μ)。
驻波的波长λ与频率f之间的关系为：λ = v/f。
三、实验仪器1. 弦线：长度为1m，线密度为0.02kg/m；2. 振动源：频率可调，输出波形为正弦波；3. 示波器：用于观察和分析驻波波形；4. 米尺：用于测量弦线长度；5. 砝码：用于调节弦线张力。
四、实验步骤1. 将弦线固定在振动源和示波器之间，调整弦线张力，使其达到实验要求；2. 打开振动源，调节频率，观察示波器上的波形，寻找驻波波形；3. 记录驻波波形的相关数据，包括波峰与波谷的距离、波峰与波谷的数量等；4. 调节弦线张力，观察驻波波形的变化，分析驻波的形成条件和传播规律；5. 根据实验数据，计算波速、波长和频率，验证波速、波长、频率之间的关系。
五、实验结果与分析1. 驻波现象的观察通过实验观察，我们发现在弦线上形成的驻波波形为波峰与波谷交替出现，且波峰与波谷之间的距离为半个波长。
这符合驻波的形成条件和传播规律。
2. 波速、波长、频率的计算根据实验数据，计算得到波速v为100m/s，波长λ为0.5m，频率f为200Hz。
通过计算可得，波速v = √(T/μ) = √(1N/0.02kg/m) ≈ 100m/s，波长λ = v/f = 100m/s / 200Hz = 0.5m，频率f = 200Hz。
实验结果与理论计算相符。
3. 驻波的形成条件和传播规律通过实验观察和分析，我们发现驻波的形成条件是：两列振幅、频率相同，传播方向相反的波叠加。
高二物理波的第三节知识点
高二物理波的第三节知识点波是自然界中常见的一种现象，它具有广泛的应用价值和科学研究意义。
在高二物理课程中，波的学习也非常重要。
本文将介绍高二物理波的第三节知识点，包括驻波和多普勒效应。
一、驻波驻波是指波动过程中波节和波腹不再移动，但波形仍保持不变的一种波动形式。
它由两个同频率、振幅相等、传播方向相反的波叠加而成。
驻波的形成需要满足以下条件：1. 束缚边界条件：波在两个固定边界之间传播，例如一根绷紧的绳子的两端固定。
2. 叠加条件：来自于两个方向的波相遇并叠加。
3. 相干条件：来自于两个方向的波具有同样的频率、振幅、传播速度。
驻波的特点是节点和腹部的存在。
节点是波的幅度始终为零的位置，腹部则是波的幅度最大的位置。
在驻波中，节点和腹部呈交替排列。
我们可以通过给定的边界条件和波动方程进行计算，找到驻波的节点和腹部位置。
二、多普勒效应多普勒效应是指当观察者和发射源之间相对运动时，对于波的频率和波长的影响。
多普勒效应在实际生活中有许多应用，例如超声波检测、雷达测速等。
多普勒效应有两种情形，分别是声波的多普勒效应和光波的多普勒效应。
下面以声波的多普勒效应为例进行讲解。
当发射源和观察者相对静止时，声波的频率和波长不发生变化。
但当观察者向发射源靠近运动时，波的频率会发生增加，波长会发生减小。
反之，当观察者远离发射源运动时，波的频率会减小，波长会增加。
多普勒效应的计算公式可以表示为：f' = (v±v₀) / (v∓vₛ) * f其中，f' 是接收到的频率，v 是声速，v₀是观察者的速度，vₛ 是发射源的速度，f 是发射源的频率。
通过利用多普勒效应的计算公式，我们可以计算出观察者接收到的频率，从而得出观察者和发射源之间的相对运动速度。
总结：高二物理波的第三节知识点主要包括驻波和多普勒效应。
驻波是指波动过程中波节和波腹不再移动的一种波动形式，其特点是节点和腹部的交替存在。
多普勒效应是指观察者和发射源之间相对运动对于波的频率和波长的影响。
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激起弦线的振动（弹、拉、打击），就能在弦线上产生驻波，并在周围的空气中发出声波
８、演示实验：空气内的驻波
空气柱发出较强的声音，必须满足条件：空气柱的长度l=(2n+1)λ/4
９、管乐器发声原理：
激起空气驻的振动（如吹奏），就能使空气柱产生驻波，并在周围空气中发出声波。
驻波教案
教学目标
１、了解驻波现象。了解波腹和波节
２、了解驻波是怎样产生的
３、了解驻波是一种特殊的干涉现象
教学重点了解驻波是怎样产生的
了解驻波是一种特殊的干涉现象
教学难点了解驻波是怎样产生的
教学方法与教具启发式综合教学法
教学过程
一、复习：
波的干涉？
二、授新：
共同阅读课本实验：
１、波节：介质中始终静止不动的点
２、波腹：介质中振幅最大的那些点
３、驻波：波形虽然随时间而改变，但是不向任何方向移动，这种现象叫做驻波
行波：相对于驻波来说，波形向前传播的那种波叫做行波。
４、驻波的产生条件时，形成驻波
５、相邻两波节的距离等于λ/2
讲解驻波的形成过程
６、驻波是一种特殊的干涉现象