物理学下册波动作业答案
物理学(第五版)下册波动作业答案
答案: |
16.如果入射波的表达式是 ，在x= 0处发生反射后形成驻波，反射点为波腹．设反射后波的强度不变，则反射波的表达式y2= _______________________________；在x= 处质点合振动的振幅等于______________________．
A. (%)
试题编号:E17549 25608
答案:{
解:反射波在x点引起的振动相位为
3分
反射波表达式为
(SI) 2分
或 (SI)
答案: | (k=±1，±2，…）
13.如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，波长为 ，若P处质点的振动方程是 ，则该波的表达式是_______________________________；P处质点____________________________时刻的振动状态与O处质点t1时刻的振动状态相同．
答案:125 rad/s|338 m/s | 17.0 m
11.图为t=T/ 4时一平面简谐波的波形曲线，则其波的表达式为________________________．
答案: (SI)
12.一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，波长为 ．若如图P1点处质点的振动方程为 ，则P2点处质点的振动方程为_________________________________；与P1点处质点振动状态相同的那些点的位置是___________________________．
谐波，其表达式为（）
高中波动练习题及答案
高中波动练习题及答案高中物理波动练题及答案选择题1. 真空中，波速恒定不变，下列哪种波型的频率最高？A. 声波B. 电磁波C. 水波D. 弹性波答案：B2. 下列哪种波是纵波？A. 水波B. 声波C. 电磁波D. 横波答案：B3. 一束光线从空气射入玻璃中，表述正确的是：A. 速度降低，波长变短，频率不变B. 速度降低，波长不变，频率不变C. 速度较缓，波长变长，频率不变D. 速度较缓，波长不变，频率不变答案：B4. 下面哪些特性属于光的波动性？A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的干涉D. 光的光电效应答案：C填空题1. 声音的频率越高，波长越(shorter)______。
2. 球面内必有一点使其到三个等势面的距离相差（$\lambda$ /2)__________。
3. 一束光在真空中的速度是( 3 $\times$ 10^8) _______。
4. 单色光干涉中，当相差为(n $\times$ λ)时，会出现(n-1)条明环，中央仍然为(n-1)条条纹。
但是在双色光干涉中，当相差为(n $\times$ λ)时，会出现明暗相间的(n-1)条条纹，无明环。
这是因为双色光的光色不同，波长不同，所以相差相等时，得到的光程差并不相等。
计算题1. 一束平行光射入光密介质，以折射角30°折射，则光的速度是光速的(inverse tangent)__________倍。
解：根据折射定律$\frac{sin i}{sin r}=\frac{v_1}{v_2}$可求出速度与入射角度的正切成反比。
$tan 30° = \frac{1}{\sqrt{3}}$ ，所以光的速度是光速的$\frac{1}{\sqrt{3}}$倍。
2. 一个长80cm，重8.0g的弹性细线用于悬挂一个质量为180g的砝码，当砝码沿竖直方向振动时，依次通过平衡位置时，其振动的周期是2.8s，求细线的劲度系数k（g=9.8m/s^2）。
大学物理第十章波动学习题答案
第十章 波动学习题10-1 有一平面简谐波0.02cos20030x y t π⎛⎫=- ⎪⎝⎭，x ，y 的单位为m ，t 的单位为s 。
（1）求其振幅、频率、波速和波长；（2）求x=0.1m 处质点的初相位。
解：（1）A=0.02m ，v=ω/2π=200π/2π=100s -1，u=30m/s ，λ=u/v=0.3m（2）02000.1200230303x πππφ⨯=-=-=- 10-2 一横波沿绳子传播时的波动方程为()0.05cos 104y t x ππ=-，x ，y 的单位为m ，t 的单位为s 。
（1）求其振幅、频率、波长和波速；（2）求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度；（3）求x=0.2m 处的质点在t=1s 时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？（4）分别画出t=1s ，1.25s ，1.5s 时的波形曲线。
解：（1）A=0.05m ，v=ω/2π=10π/2π=5s -1，λ=0.5m ，u=λv=2.5m/s（2）m A ω=v ，2m a A ω= （3）1041040.29.2t x φπππππ=-=-⨯= 10-3 一平面简谐波()x πt y π2-10sin 05.0=，x ，y 的单位为m ，t 的单位为s 。
（1）求其频率、周期、波长和波速；（2）说明x ＝0时方程的意义，并作图表示。
解：（1）v=ω/2π=10π/2π=5s -1，T=1/v=0.2s ，λ=1m ，u=λv=5m/s（2）0.05sin10y πt = 原点处质点的振动方程10-4 波源作简谐运动，振动方程为()m cos240100.43πt y -⨯=，它所形成的波形以30m·s -1的速度沿一直线传播。
（1）求波的周期及波长；（2）写出波动方程。
解：（1）T=2π/ω=2π/240π=1/120s ，λ=uT=30/120=0.25m（2）()34.010cos240m 30x y πt -⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭10-5 如图所示，一平面简谐波在介质中以速度u=20m/s 沿x 轴负方向传播，已知a 点的振动方程为y a =3cos4πt ，t 的单位为s ，y 的单位为m 。
大学物理下册波动光学习题解答
波动光学习题解答1-1 在杨氏实验装置中，两孔间的距离等于通过光孔的光波长的100倍，接收屏与双孔屏相距50cm 。
求第1 级和第3级亮纹在屏上的位置以及它们之间的距离。
解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，光波波长为λ，则有=100d λ. (1)第1级和第3级亮条纹在屏上的位置分别为-5150==510m 100D x d λ=⋅⨯ -42503==1.510m 100D x d λ=⋅⨯ (2)两干涉条纹的间距为-42=1.010m D x dλ∆=⋅⨯ 1-2 在杨氏双缝干涉实验中，用06328A =λ的氦氖激光束垂直照射两小孔，两小孔的间距为1.14mm ，小孔至屏幕的垂直距离为1.5m 。
求在下列两种情况下屏幕上干涉条纹的间距。
（1）整个装置放在空气中； （2）整个装置放在n=1.33的水中。
解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，装置所处介质的折射率为n ，则两小孔出射的光到屏幕的光程差为21()x n r r ndDδ=-= 所以相邻干涉条纹的间距为D x d n λ∆=⋅ （1）在空气中时，n ＝1。
于是条纹间距为9431.5632.8108.3210(m)1.1410D x d λ---∆==⨯⨯=⨯⨯ （2）在水中时，n ＝1.33。
条纹间距为9431.5632.810 6.2610(m)1.1410 1.33D x d n λ---⨯⨯∆=⋅==⨯⨯⨯1-3 如图所示，1S 、2S 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为1r 和2r 。
路径1S P 垂直穿过一块厚度为1t 、折射率为1n 的介质板，路径2S P 垂直穿过厚度为2t ，折射率为2n 的另一块介质板，其余部分可看做真空。
这两条路径的光程差是多少？解：光程差为 222111[r (n 1)t ][r (n 1)t ]+--+-1-4 如图所示为一种利用干涉现象测定气体折射率的原理性结构，在1S 孔后面放置一长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过程中幕上的干涉条纹就会移动。
大学物理(第四版)课后习题及答案 波动(2020年7月整理).pdf
第十四章波动14-1 一横波再沿绳子传播时得波动方程为[]x m t s m y )()5.2(cos )20.0(11−−−=ππ。
（1）求波得振幅、波速、频率及波长；（2）求绳上质点振动时得最大速度；（3）分别画出t=1s 和t=2s 时得波形，并指出波峰和波谷。
画出x=1.0m 处质点得振动曲线并讨论其与波形图得不同。
14-1 ()[]x m t s m y )(5.2cos )20.0(11−−−=ππ分析（1）已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u 、频率ν、振幅A 及彼长 等），通常采用比较法。
将已知的波动方程按波动方程的一般形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0cos ϕωu x t A y 书写，然后通过比较确定各特征量（式中前“－”、“＋”的选取分别对应波沿x 轴正向和负向传播）。
比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法。
（2）讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别。
例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即dt dy v =；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定。
介质不变，彼速保持恒定。
（3）将不同时刻的t 值代人已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程)(x y y =，从而作出波形图。
而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程)(t y y =，从而作出振动图。
解（1）将已知波动方程表示为()()[]115.25.2cos )20.0(−−⋅−=s m x t s m y π 与一般表达式()[]0cos ϕω+−=u x t A y 比较，可得0,5.2,20.001=⋅==−ϕs m u m A则 m v u Hz v 0.2,25.12====λπω（2）绳上质点的振动速度()()()[]1115.25.2sin 5.0−−−⋅−⋅−==s m x t s s m dt dy v ππ 则1max 57.1−⋅=s m v（3） t=1s 和 t ＝2s 时的波形方程分别为()[]x m m y 115.2cos )20.0(−−=ππ()[]x m m y 125cos )20.0(−−=ππ波形图如图14－1（a ）所示。
大学物理-波动作业解
y
=
A cos[ (t
−
x) u
+
0]
y
=
A cos[a(t −
x a
)]
b
波速 u = a b
波动作业解
3．图示为一沿 X 轴正向传播的平面简谐波在 t = 0 时刻的
波形。若振动以余弦函数表示，且此题各点振动初相位取
- 到 之间的值，则： [ A ]
解：
y1
0, 4
2
根据波速方向，定出下一
时刻的波形图
2
解：
极大条件
Δ
=
( 2
− 1) −
2
r2 − r1
=
2k ,
k = 0,1, 2,
r2
−
r1
=
3 4
2
− 1
=
2k
+
3 2
波动作业解
4.（1）一列波长为λ的平面简谐波沿X轴正方向传播。已知
在x = λ/2 处质点振动的运动学方程为 y = Acost ，则该平
面简谐波的波函数为
。
（2）如果在上述波的波线上 x = L [L> λ/2 ]处放一如图所
OP x
② 写出反射波在x = 5.00m处的振动方程
x
5.00
y反
x=5.00 = 0.01 cos(4t − 5
−
1 2
+)=
0.01cos(4t − ) 2
=4
③ 写出反射波在o处的振动方程
y反
x=0 =
0.01cos(4t − 5
−
1)= 2
0.01cos(4t −
−) 2
u= 4
基础物理学下册【韩可芳】第10章习题答案
第十章第十章第十章第十章 波动光学波动光学波动光学波动光学思考题思考题思考题思考题10-1 普通光源中原子发光有何特征？答答答：答：：：因为普通光源是大量不同原子在不同时刻发的光，是自然光，因此不满足干涉条件，所以一 般普通光源观察不到干涉现象。
10-2 如何用实验检验一束光是线偏振光、部分偏振光还是自然光？答答答：答：：：拿一块偏振片迎着这束光，转动偏振片，观察透射光。
（1）视场中光强有变化且有消光现象 的为线偏振光；（2）光强有变化但无消光现象的为部分偏振光；（3）光强无变化的为自然光。
10-3 自然光可以用两个独立的、相互垂直的、振幅相等的光振动表示。
那么线偏振光是否也可以用两个相互垂直的光振动表示？如果可以，则这两个相互垂直的光振动之间关系如 何？10-4 如何用实验测定不透明媒质的折射率？答答答：答：：：光线入射到不透明的媒介上，改变入射角i ，并同时用偏振片测定反射光线的偏振化程度。
当反射光线为完全偏振光时，此时入射角i0 即为布儒斯特角，满足tan 可求得不透明介质的折射率n 。
10-5 如图(a)所示，一束自然光入射在方解石晶体的表面上，入射光线与光轴成一定角度；问将有几条光线从方解石透射 出来？如果把方解石切割成等厚的A 、B 两块，并平行地移 开很短一段距离，如图(b)所示，此时光线通过这两块方解石后有多少条光线射出来？如果把B 块沿沿沿沿光线转过一个角度， 此时将有几条光线从B 块射出来？为什么？i 0n ，测得 i0 即考思考思考思考题题题题10-5图图图图10-6 从普通光源获得两束相干光的一般方法是什么？在光的干涉中决定相遇点产生明纹或暗纹的因素是什么？答答答：答：：：分波阵面法和分振幅法。
波源的相位差和波源到相遇点的光程差决定相遇点产生明纹或暗纹。
10-7 如图所示，设光线a 、b 从周相相同的A 、B 点传至P 点，试讨论：（1）在图中的三种情况下，光线a 、b 在相遇处P 是 否存在光程差？为什么？（2）若a 、b 为相干光，那么在相遇处的干涉情况怎 样？考题思考题思考题思考题 10-7 图图图图10-8 在杨氏双缝实验中，当作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化？（要说明理由）（1）使两缝之间的距离逐渐减小；（2）保持双缝的间距不变，使双缝与屏幕的距离逐渐减小；（3）如图所示，把双缝中的一条狭缝遮住，并在两缝的垂直平分线上放置一块平面反射镜。
《大学物理AII》作业 No.02 波动方程 参考答案
《大学物理AII 》作业No.02波动方程班级________学号________姓名_________成绩_______-------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解波动产生的条件、传播的特性及波的分类。
2、掌握描述波的特征量：周期、频率、波长、波速的物理意义及其相互关系，并能与振动的特征量相区分。
3、掌握相位传播、波形传播意义，并能根据质点简谐运动方程或振动曲线建立平面简谐波的波函数。
理解波函数与波形曲线、振动曲线和行波的关系。
4、理解波的能量密度、能流、能流密度及波的强度等概念。
行波的传播过程就是能量的传播过程。
5、理解多普勒效应产生的机制及应用。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1、波动是振动的传播，其中机械振动在弹性介质中的传播称为机械波，它的传播需要介质（选填：需要，不需要）。
由于带电粒子的运动引起周围空间电磁场交替变化而形成的波称为电磁波，它的传播不需要介质（选填：需要，不需要）。
根据质点振动方向与波的传播方向之间的关系（垂直或平行），波又可以分为横波和纵波。
2、描述波时间周期性的特征量是周期T ，描述波空间周期性的特征量是波长λ振动状态（相位）在介质中传播速度称为波速（相速）u ，三者之间的关系为T u λ=。
3、某时刻t 的波形曲线如图所示，图中B 点的y 坐标By 表示的是t 时刻B x 处质元离开平衡位置的位移，若为纵波，图中A 、C 分别对应纵波的密部中心和疏部中心（填：密部中心或疏部中心）。
大学物理课后习题及答案 波动
第十四章波动14-1 一横波再沿绳子传播时得波动方程为[]x m t s m y )()5.2(cos )20.0(11---=ππ。
（1）求波得振幅、波速、频率及波长；（2）求绳上质点振动时得最大速度；（3）分别画出t=1s 和t=2s 时得波形，并指出波峰和波谷。
画出x=1.0m 处质点得振动曲线并讨论其与波形图得不同。
14-1 ()[]x m t s m y )(5.2cos )20.0(11---=ππ分析（1）已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u 、频率ν、振幅A 及彼长 等），通常采用比较法。
将已知的波动方程按波动方程的一般形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0cos ϕωu x t A y μ书写，然后通过比较确定各特征量（式中前“－”、“＋”的选取分别对应波沿x 轴正向和负向传播）。
比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法。
（2）讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别。
例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即dt dy v =；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定。
介质不变，彼速保持恒定。
（3）将不同时刻的t 值代人已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程)(x y y =，从而作出波形图。
而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程)(t y y =，从而作出振动图。
解（1）将已知波动方程表示为()()[]115.25.2cos )20.0(--⋅-=s m x t s m y π 与一般表达式()[]0cos ϕω+-=x t A y 比较，可得0,5.2,20.001=⋅==-ϕs m u m A则 m v u Hz v 0.2,25.12====λπω（2）绳上质点的振动速度()()()[]1115.25.2sin 5.0---⋅-⋅-==s m x t s s m dt dy v ππ 则1max 57.1-⋅=s m v（3） t=1s 和 t ＝2s 时的波形方程分别为()[]x m m y 115.2cos )20.0(--=ππ()[]x m m y 125cos )20.0(--=ππ 波形图如图14－1（a ）所示。
大学物理(第四版)课后习题及答案波动
大学物理(第四版)课后习题及答案波动 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第十四章波动14-1 一横波再沿绳子传播时得波动方程为[]x m t s m y )()5.2(cos )20.0(11---=ππ。
（1）求波得振幅、波速、频率及波长；（2）求绳上质点振动时得最大速度；（3）分别画出t=1s 和t=2s 时得波形，并指出波峰和波谷。
画出x=1.0m 处质点得振动曲线并讨论其与波形图得不同。
14-1 ()[]x m t s m y )(5.2cos )20.0(11---=ππ分析（1）已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u 、频率ν、振幅A 及彼长 等），通常采用比较法。
将已知的波动方程按波动方程的一般形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0cos ϕωu x t A y 书写，然后通过比较确定各特征量（式中前“－”、“＋”的选取分别对应波沿x 轴正向和负向传播）。
比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法。
（2）讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别。
例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即dt dy v =；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定。
介质不变，彼速保持恒定。
（3）将不同时刻的t 值代人已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程)(x y y =，从而作出波形图。
而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程)(t y y =，从而作出振动图。
解（1）将已知波动方程表示为()()[]115.25.2cos )20.0(--⋅-=s m x t s m y π与一般表达式()[]0cos ϕω+-=u x t A y 比较，可得0,5.2,20.001=⋅==-ϕs m u m A则 m v u Hz v 0.2,25.12====λπω（2）绳上质点的振动速度()()()[]1115.25.2sin 5.0---⋅-⋅-==s m x t s s m dt dy v ππ则1max 57.1-⋅=s m v（3） t=1s 和 t ＝2s 时的波形方程分别为()[]xm m y 115.2cos )20.0(--=ππ ()[]x m m y 125cos )20.0(--=ππ波形图如图14－1（a ）所示。
大学物理—波动习题答案
L2 P2 x
P1 O
2.（3294） （ ） 在截面积为S的圆管中，有一列平面简谐波在传播， 在截面积为 的圆管中，有一列平面简谐波在传播，其波的表达 的圆管中
ω 管中波的平均能量密度是w， 式为y = Acos[ t − 2π( x / λ )]，管中波的平均能量密度是 ，则 ωλ 通过截面积S的平均能流 的平均能流____________________． 通过截面积 的平均能流 ． Sw 2π
波动习题
1.（3067） （ ） 时的波形曲线如图所示， 一平面简谐波的表达式为 (SI) ，t = 0时的波形曲线如图所示， 时的波形曲线如图所示 则 y (m) (A) O点的振幅为 点的振幅为-0.1 m． 点的振幅为 ． u 0.1 (B) 波长为 m． 波长为3 ． (C) a、b两点间相位差为 ． 、 两点间相位差为 O a b x (m) C ］ (D) 波速为 m/s ． 波速为9 ［ -0.1
7. 解：入射波在 x = 0 处引起的振动方程为 y10 = A cosωt ，由于反射端为固定 端,∴反射波在 x = 0 处的振动方程为 ∴ y20 = A cos(ωt + π) 或 y20 = A cos(ωt − π) 2分 ∴反射波为 或 驻波表达式为
x y2 = A cos(ωt + π − 2π )
(SI)
(SI)
6.解：(1) 与波动的标准表达式 y = A cos 2 π(ν t − x / λ ) 解 得： ν = 4 Hz， λ = 1.50 m， ， ， u = λν = 6.00 m/s 波速 (2) 节点位置
1 4 πx / 3 = ± ( nπ + π ) 2
1 x = ± 3( n + ) m , 2
高中物理波动学试题及答案
高中物理波动学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 波的传播速度与介质的密度和弹性模量有关，以下哪个选项是错误的？A. 波速与介质密度成反比B. 波速与介质弹性模量成正比C. 波速与介质的密度成正比D. 波速与介质的弹性模量成反比2. 在同一均匀介质中，以下哪种波的传播速度最快？A. 横波B. 纵波C. 表面波D. 体波3. 以下哪个现象不属于机械波？A. 声波B. 电磁波C. 光波D. 水波4. 波的干涉现象中，以下哪个条件是必要的？A. 波源必须相同B. 波源必须不同C. 波源频率必须相同D. 波源频率必须不同5. 以下哪个选项是波的衍射现象？A. 波在障碍物后面形成阴影B. 波在障碍物后面形成增强区C. 波在障碍物前面形成阴影D. 波在障碍物前面形成增强区二、填空题（每空1分，共10分）6. 波的频率是指单位时间内波的________。
7. 波的振幅是指波的________的最大值。
8. 波的周期是指波的________完成一次循环的时间。
9. 波的波长是指相邻两个波峰之间的________。
10. 波的传播方向与振动方向垂直的波称为________。
三、简答题（每题5分，共10分）11. 简述波的干涉条件。
12. 简述波的衍射现象及其特点。
四、计算题（每题10分，共20分）13. 已知一列波在空气中的传播速度为340m/s，波长为1.7m，求该波的频率。
14. 已知一列波的频率为50Hz，振幅为0.02m，求该波在空气中的传播速度（假设声速为340m/s）。
五、论述题（每题15分，共15分）15. 论述波的多普勒效应及其在日常生活中的应用。
六、结束语通过本试题的练习，同学们应该对波动学的基本理论有了更深入的理解。
希望同学们能够将所学知识应用于实际问题中，不断提高自己的物理思维能力。
答案：一、选择题1. D2. B3. B4. C5. B二、填空题6. 完整波形7. 位移8. 振动9. 距离 10. 横波三、简答题11. 波的干涉条件包括：波源频率相同，波源相位一致，波的传播介质相同。
波动方程习题答案
波动方程习题答案波动方程是物理学中一种重要的方程形式，描述了波动现象的传播和演变规律。
在学习波动方程时，经常会遇到一些习题，需要我们进行解答。
本文将针对波动方程的一些习题进行解答，帮助读者更好地理解和应用波动方程。
1. 一维弦上的波动问题考虑一根固定在两端的弦，当弦被扰动后，波动会沿着弦传播。
对于一维弦上的波动问题，可以通过波动方程进行描述。
波动方程的一般形式为：∂²u/∂t² = v²∂²u/∂x²其中，u表示弦上的位移，t表示时间，x表示弦上的位置，v表示波速。
对于给定的初值条件和边界条件，可以通过求解波动方程得到弦上的位移分布。
具体的求解方法包括分离变量法、傅里叶级数法等。
2. 反射和折射问题当波动遇到界面时，会发生反射和折射现象。
这些现象可以通过波动方程的解来进行分析。
对于反射问题，我们可以考虑一个波从一个介质传播到另一个介质的情况。
根据波动方程和边界条件，可以求解出反射波和入射波的幅度和相位关系。
对于折射问题，我们可以考虑一个波从一个介质传播到另一个介质时发生的折射现象。
根据波动方程和边界条件，可以求解出折射波的传播方向和折射角。
3. 球面波问题当波动在空间中传播时，会形成球面波。
球面波是一种特殊的波动形式，可以通过波动方程进行描述。
对于球面波问题，我们可以考虑一个点源在空间中产生的波动。
根据波动方程和边界条件，可以求解出球面波的传播速度和幅度衰减规律。
4. 波动方程的应用波动方程在物理学和工程学中有着广泛的应用。
例如，在声学中，可以通过波动方程来描述声波的传播和衰减规律。
在光学中，可以通过波动方程来描述光波的传播和干涉现象。
此外，波动方程还可以应用于地震学、电磁学、量子力学等领域。
在地震学中，可以通过波动方程来研究地震波的传播和地壳的结构。
在电磁学中，可以通过波动方程来描述电磁波的传播和电磁场的分布。
在量子力学中，可以通过波动方程来描述粒子的波动性质和量子态的演化。
大学物理 波动方程 试题(附答案)
x
x
x
点处质点的振动速度 v 与时间 t 的关系曲线为： [ A ] v
ωA
Y
v
t (s )
1
u
P
0 0 .5
2
0
− ωA
1
2
A
0
t (s )
x
0
− ωA
v
0 .5
(A )
ωA
1
t (s )
2
(B)
v
0
1
(C )
(D )
π⎞ π⎞ ⎛ 2π ⎛ y P = Acos⎜ t − ⎟ = A cos⎜ π t − ⎟ 2⎠ 2⎠ ⎝ T ⎝
(SI)
φ O
2A / 2
A
y
又 λ = 200 m ，波动方程为
(2) 将 x ＝100m 代入上式，得该处的振动方程
5 ⎞ ⎛ y100 = A cos ⎜ 500πt + π ⎟ 4 ⎠ ⎝
ww
w. z
hi
na
nc
dy100 5 ⎞ ⎛ = −500πA sin⎜ 500πt + π ⎟ (SI) dt 4 ⎠ ⎝ 3 ⎞ ⎛ 将 x＝-100m 代入上式， 得该处的振动方程 y −100 = A cos⎜ 500π t − π ⎟ 4 ⎠ ⎝ dy −100 3 ⎞ ⎛ = −500π A sin⎜ 500π t − π ⎟ (SI) 振动速度表达式为 v −100 = dt 4 ⎠ ⎝
《大学物理》AII 作业
No.2 波动方程
解：拉力恒定，则波速 u =
u T 恒定， λ = 。 ν 越大， λ 越小; 反之 ν 越小， λ 越大。 µ ν
na
大学物理波动光学习题答案
学习资料收集于网络，仅供参考学习资料收集于网络，仅供参考学习资料学习资料 第七章 波动光学习题答案1．从一光源发出的光线，从一光源发出的光线，通过两平行的狭缝而射在距双缝通过两平行的狭缝而射在距双缝100 cm 的屏上，如两狭缝中心的距离为0.2 mm ，屏上相邻两条暗条纹之间的距离为3 mm ，求光的波长(Å为单位)。
已知已知 D=100cm a=0.2mm D=100cm a=0.2mm d x=3mm求l [解] l =a d x/D=3x/D=3××10-3×0.20.2××10-3/100/100××10-2=0.6=0.6××10-6m=6000 Å2．用波长为7000 Å的红光照射在双缝上，距缝1 m 处置一光屏，如果21个明条纹(谱线以中央亮条为中心而对称分布)共宽2.3 cm ，求两缝间距离。
，求两缝间距离。
[解] 明条纹间距明条纹间距 cm a=6.084．用波长为4800 Å的蓝光照射在缝距为0.1 mm 的双缝上，求在离双缝50 cm 处光屏上干涉条纹间距的大小。
涉条纹间距的大小。
[解]=2.4mm 5．什么是光程?在不同的均匀媒质中，在不同的均匀媒质中，单色光通过相等光程时，单色光通过相等光程时，单色光通过相等光程时，其几何路程是否相同其几何路程是否相同? 需要时间是否相同?[解]光程=nx 。
在不同的均匀媒质中，单色光通过相等光程时，其几何路程是不同。
需要时间相同相同6．在两相干光的一条光路上，在两相干光的一条光路上，放入一块玻璃片，其折射率为放入一块玻璃片，其折射率为1.6，结果中央明条纹移到原是第六级明条纹处，设光线垂直射入玻璃片，入射光波长为6.6×103 Å。
求玻璃片厚度。
求玻璃片厚度。
已知已知 n=1.6 n=1.6 l =6.6=6.6××103Å 求 d[解]光程差MP-d+nd-NP=0 ∵ NP-MP=6l∴ （n-1n-1））d=6ld=6l /(n-1)=6.6/(n-1)=6.6××10-6m7．在双缝干涉实验中，用钠光灯作光源(l =5893 Å)，屏幕离双缝距离D=500mm ，双缝间距a=1.2mm ，并将干涉实验装置整个地浸在折射率1.33的水中，相邻干涉条纹间的距离为多大?若把实验装置放在空气中，干涉条纹变密还是变疏?(通过计算回答)已知n 水=1.33 l =5893Å D=500 mm a=1.2mm 比较d x 水和d x 空气 [解] d x 水=D l /na=500/na=500××5893×10-10×10-3/(1.2×10-3×1.33)=1.85×10-4m d x 空气=D l /a=500×5893×10-10×10-3/(1.2×10-3)=2.46×10-4m∴ 干涉条纹变疏干涉条纹变疏8．用白光垂直照射到厚度为4×10-5 cm 的薄膜上，薄膜的折射率为1.5。
大学物理 第十章 波动部分习题
第十章 波动一、简答题1、什么是波动? 振动和波动有什么区别和联系?答：波动一般指振动在介质中的传播。
振动通常指一个质点在平衡位置附近往复地运动，波动是介质中的无数个质点振动的总体表现。
2、机械波的波长、频率、周期和波速四个量中，(1) 在同一介质中，哪些量是不变的? (2) 当波从一种介质进入另一种介质中，哪些量是不变的?答：(1) 频率、周期、波速、波长 （2）频率和周期3、波动方程⎪⎭⎫ ⎝⎛-=u x cos y t A ω中的u x 表示什么? 如果把它写成⎪⎭⎫ ⎝⎛-=u x cos y ωωt A ，u x ω又表示什么? 答：u x 表示原点处的振动状态传播到x 处所需的时间。
ux ω表示x 处的质点比原点处的质点所落后的相位。
4、波动的能量与哪些物理量有关? 比较波动的能量与简谐运动的能量.答：波的能量与振幅、角频率、介质密度以及所选择的波动区域的体积都有关系。
简谐运动中是振子的动能与势能相互转化，能量保持守恒的过程；而行波在传播过程中某一介质微元的总能量在随时间变化，从整体上看，介质中各个微元能量的变化体现了能量传播的过程。
5. 平面简谐波传播过程中的能量特点是什么？在什么位置能量为最大？答案：能量从波源向外传播，波传播时某一体元的能量不守桓，波的传播方向与能量的传播方向一致，量值按正弦或余弦函数形式变化，介质中某一体元的波动动能和势能相同，处于平衡位置处的质点，速度最大，其动能最大，在平衡位置附近介质发生的形变也最大，势能也为最大。
6. 驻波是如何形成的？驻波的相位特点什么？答案：驻波是两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成。
驻波的相位特点是：相邻波节之间各质点的相位相同，波节两边质点的振动有的相位差。
7 惠更斯原理的内容是什么？利用惠更斯原理可以定性解释哪些物理现象？答案：介质中任一波振面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任一时刻，这些子波的包络面就是该时刻的波振面。
大学物理下波动习题答案（马文蔚版）
⼤学物理下波动习题答案（马⽂蔚版）波动习题1⼀、选择题1、⼀平⾯简谐波沿Ox 正⽅向传播，波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y ，则该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是 [ B ]m )-m )2、已知⼀平⾯简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=（a 、b 为正值常量），则A 、波的频率为a ．B 、波的传播速度为 b/a ．C 、波长为π / b ．D 、波的周期为2π / a ．［ D ］ 3、如图所⽰，有⼀平⾯简谐波沿x 轴负⽅向传播，坐标原点O 的振动规律为)cos(0φω+=t A y ），则B 点的振动⽅程为A 、])/(cos[0φω+-=u x t Ay ． B 、)]/([cos u x t A y +=ω． C 、})]/([cos{0φω+-=u x t A y ． D 、})]/([cos{0φω++=u x t A y ．［ D ］⼆、填空题4、 A ，B 是简谐波波线上距离⼩于波长的两点．已知，B 点振动的相位⽐A 点落后π31，波长为λ = 3 m ，则A ，B 两点相距L = ____1/2____________m ．5、已知波源的振动周期为4.00×10-2 s ，波的传播速度为300 m/s ，波沿x 轴正⽅向传播，则位于x 1 = 10.0 m 和x 2 = 16.0 m 的两质点振动相位差为π．6、请按频率递增的顺序，写出⽐可见光频率⾼的电磁波谱的名称___紫外线_______ ；_______X 射线___； ___γ射线______ ．三、计算题7、图为t = T / 4 时⼀平⾯简谐波的波形曲线，求其波的表达式。
解：3304==µλTπππω16543302T 2=?==])360(165cos[1.0y ψπ+-=xt s T t 33014==0]3601165cos[1.00=+?=ψπy 0?Vπψ=∴])360(165cos[1.0y ππ+-=xt 8、⼀平⾯简谐波沿x 轴正向传播，波的振幅A = 10 cm ，⾓频率ω = 7π rad/s.当t = 1.0 s 时，x = 10 cm 处的a 质点正通过其平衡位置向y 轴负⽅向运动，⽽x = 20 cm 处的b 质点正通过y = 5.0 cm 点向y 轴正⽅向运动．设该波波长λ >10 cm ，求该平⾯波的表达式．解：设])(cos[y ψυω+-=x t Am X 24.0651.022=?=?=?=λπλπΔλπΔψ s m T /84.024.0272=?===πλωλυt=1时，346521πππφ=+=t=0时，ππππφ637340-=-= 即3π所以]3)84.0(7cos[1.0y ππ+-=x t波动习题2⼀、选择题1、⼀平⾯简谐波在弹性媒质中传播，质元从平衡位置运动到最⼤位移处的过程中A 、它的动能转换成热能。
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一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，t= 0时刻的波形图如图所示，则P处介质质点的振动方程是（）
}
A.(SI)
B.(SI)
C.(SI)
D.(SI)
答案:A
2.如图所示，S1和S2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为的简谐波，P点是两列波相遇区域中的一点，已知，，两列波在P点发生相消干涉．若S1的振动方程为，则S2的振动方程为（）
}
A.
B.
C.
D.
答案:D
3.两相干波源S1和S2相距，（为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1，S2的连线上，S1外侧各点（例如P点）两波引起的两谐振动的相位差是（）
}
B.
C.
D.
答案:C
4.在弦线上有一简谐波，其表达式为
(SI)
为了在此弦线上形成驻波，并且在x= 0处为一波腹，此弦线上还应有一简
谐波，其表达式为（）
}
A.(SI)
B.(SI)
C.(SI)
D.(SI)
答案:D
5.沿着相反方向传播的两列相干波，其表达式为
和．
在叠加后形成的驻波中，各处简谐振动的振幅是（）
}
C.
D.
答案:D
6.{
一平面余弦波在t= 0时刻的波形曲线如图所示，则O点的振动初相为（）
}
B.
C.
D.（或）
答案:D
7.{
如图所示，有一平面简谐波沿x轴负方向传播，坐标原点O的振动规律为），则B点的振动方程为（）
}
A.
B.
答案:D
8.{
如图，一平面简谐波以波速u沿x轴正方向传播，O为坐标原点．已知P点的振动方程为，则（）
}
点的振动方程为
B.波的表达式为
C.波的表达式为
点的振动方程为
答案:C
9.一声波在空气中的波长是 m，传播速度是340 m/s，当它进入另一介质时，波长变成了 m，它在该介质中传播速度为______________．
答案:503 m/s
10.一平面简谐波的表达式为(SI)，其角频率=_____________，波速u=_______________，波长= _________________．答案:125 rad/s|338 m/s | m
11.图为t=T/ 4 时一平面简谐波的波形曲线，则其波的表达式为________________________．
答案:(SI)
12.一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，波长为．若如图P1点处质点的振动方程为，则P2点处质点的振动方程为
_________________________________；与P1点处质点振动状态相同的那些点的位置是___________________________．
答案:|(k=±1，±2，…）
13.如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，波长为，若P处质点的振动方程是，则该波的表达式是
_______________________________；P处质点____________________________时刻的振动状态与O处质点t1时刻的振动状态相同．
答案:|，k= 0，±1，±2,…[只写也可以]
14.如图所示，波源S1和S2发出的波在P点相遇，P点距波源S1和S2的距离分别为和，为两列波在介质中的波长，若P点的合振幅总是极大值，则两波在P点的振动频率___________，波源S1的相位比S2的相位领先_______．
答案:相同．|．
15.在固定端x= 0处反射的反射波表达式是.设反射波无能量损失，那么入射波的表达式是y1=
________________________；形成的驻波的表达式是y= ________________________________________．
答案:|
16.如果入射波的表达式是，在x= 0处发生反射后形成驻波，反射点为波腹．设反射后波的强度不变，则反射波的表达式y2= _______________________________；在x=处质点合振动的振幅等于______________________．
答案:|A
17.如图，一平面波在介质中以波速u=20 m/s沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为(SI)．
(1) 以A点为坐标原点写出波的表达式；
(2) 以距A点5 m处的B点为坐标原点，写出波的表达式．
答案: 解:(1)坐标为x点的振动相位为
2分
波的表达式为(SI) 2分
(2)以B点为坐标原点，则坐标为x点的振动相位为
(SI) 2分
波的表达式为(SI) 2分
18.如图所示，两相干波源在x轴上的位置为S1和S2，其间距离为d=30 m，S1位于坐标原点O．设波只沿x轴正负方向传播，单独传播时强度保持不变．x1=9 m和x2=12 m处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点．求两波的波长和两波源间最小相位差．
答案:{
解:设S1和S2的振动相位分别为和．在x1点两波引起的振动相位差
即① 2分
在x2点两波引起的振动相位差
即② 3分
②－①得
m 2分
由①2分
当K=-2、-3时相位差最小1分
19.设入射波的表达式为，在x= 0处发生反射，反射点为一固定端．设反射时无能量损失，求
(1)反射波的表达式； (2)合成的驻波的表达式；
(3)波腹和波节的位置．
答案:{
解:(1)反射点是固定端，所以反射有相位突变，且反射波振幅为A，因此反
射波的表达式为3分
(2)驻波的表达式是
3分
(3)波腹位置:, 2分
,n= 1, 2, 3, 4,…
波节位置:2分
,n= 1, 2, 3, 4,…
20.在弹性媒质中有一沿x轴正向传播的平面波，其表达式为(SI)．若在x= m处有一媒质分界面，且在分界面处反射波相位突变，设反射波的强度不变，试写出反射波的表达式．
A. (%)
试题编号:E17549 25608
答案:{
解:反射波在x点引起的振动相位为
3分
反射波表达式为
(SI) 2分
或(SI)。