波动方程和振动方程的区别???

2024-10-30 21:19:33
推荐回答(2个)
回答1:

波动方程的本质是振动方程,形式上自然一样,他们的区别就在于,振动方程描述的是一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,而波动方程描述的是任意一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,这个任意时刻用变量t来表示,任意位置用变量x来表示,求解方法完全是求解振动方程的方法,首先确定一个参考点,一般选择坐标原点,根据初始条件写出它的振动方程,然后在右侧任选一点,坐标为x,这一点的振动方程和原点的振动方程对比,振幅一样,角频率一样,唯一不一样的是初相位,而相位差可以根据这两个点的距离来确定,即相位差等于距离除以波长再乘以2pi(圆周率),同时,沿着波的传播方向相位越来越小。记住,波动方程就是振动方程。

回答2:

为了弄清楚波动方程的物理意义,我们作进一步的分析。在波动方程中含有x和t两个自变量,如果x给定(即考察该处的质点),那么位移y就只是t的周期函数,这时这个方程表示x处质点在各不同时刻的位移,也就是该质点的振动方程,方程的曲线就是该质点的振动曲线。下图(a)中描出的即一列简谐波在x=0处质点的振动曲线。如果波动方程中的t给定,那么位移y将只是x的周期函数,这时方程给出的是t时刻波线上各个不同质点的位移。波动中某一时刻不同质点的位移曲线称为该时刻波的波形曲线,因而t给定时,方程就是该时刻的波形方程。下图(b)中描出的即是t=0时一列沿x方向传播的简谐波的波形曲线。无论是横波还是纵波,它们的波形曲线在形式上没有区别,不过横波的位移指的是横向位移,表现的是峰谷相间的图形;纵波的位移指的是纵向位移,表现的是疏密相间的图形。在一般情况下,波动方程中的x和t都是变量。这时波动方程具有它最完整的含义,表示波动中任一质点的振动规律:波动中任一质点的相位随时间变化,每过一个周期T相位增加,任一时刻各质点的相位随空间变化,距离波源每远一个波长,相位落后一个2π。(a)x=0处质点的振动曲线
(b)t=0时波的波形曲线振动曲线和波形曲线还应该注意波动方程、振动方程和波形方程在形式上的明显区别,以免引起概念上的混淆。波动方程描述波动中任一质点的振动规律,它有两个自变量,其函数形式表现为;振动方程描述某一点的运动,只有一个自变量t,函数形式表现为形式;波形方程表示的是某一时刻各质点的位移,也只有一个自变量,表现为形式。反映在曲线表示上,要注意振动曲线和波形曲线的区别。振动曲线是y-t曲线而波形曲线是y-x。振动曲线的(时间)周期是T,波形曲线的(空间)周期是波长l。在振动曲线中质点的相位随时间逐步增加,而在波形曲线中质点的相位是沿波的传播方向逐点减少。