简谐波的图象.表示一列波在介质中传播的过程中,某一时刻,介质中的各个质点的位置分布情况.即该时刻各质点离开平衡位置的位移分布情况图象.
如图(1)所示,横轴上各点坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置.纵轴坐标表示的是偏离平衡位置的位移大小,纵轴正负表示的是偏离平衡位置的位移方向,图象中两个相邻的相位相同的点之间的距离为波长.在波的图线中凡距离为波长的整数倍(n)的点,在任何时刻对于平衡位置具有相同的位移,具有相同的速度,只是它们沿传播方向上落后n个周期.图线是波传播的某一时刻各个质点的位置,也是整个波的形态.所以也叫波形图.简谐波的形状是正弦或余弦曲线.凡距离为半个波长的奇数倍的两点,在任意时刻的位移的大小,速度大小相同,但方向相反.在下一时刻t+Dt,各点位移发生变化如图(2)中虚线所示,波形向前传播.波形向前传播的速度即为波的速度.利用波的图象可以从中直接了解波长,质点的振幅,如果再加上传播方向,可求波另一时刻的图象.介质中某质点振动图象和某时刻的波动图象相结合,可以求出波速和波的传播方向.
例如,如图(2)所示是一列波某时刻的波形图象及波的传播方向.经过4.5s后,这列波正好第四次重复出现这样的波形图(实线所示).这说明在此期间各质点完成了三次全振动n=3,所以周期T=4.5/3=1.5s,波的频率是f=1/T=0.67Hz.从图象可知两个相邻的位相相同的点间的距离是40cm,即波长l=0.4m.由波速公式可算出波速,v=l·f=0.267m/s.若再过T/4,则波形图将沿波的传播方向移动l/4,图中虚线所示T/4后的波形图.
若此波的传播方向是v',方向正好与上一种情况相反,经过Dt=1.125s
时刻的波峰间距恰为3/4l=30cm,v=30/1.125=26.67m/s.如果