
【化】 node; wave node
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
period; node; abridge; burl; chastity; knar; part; section
【化】 node
【医】 article; mere; metamere; sectio; section; segment; segmentum
在物理学中,“波节”(英文:Node)指驻波系统中振幅最小(通常为零)的点。其核心特征及学术解释如下:
振幅零点
波节是驻波中质点振动幅度恒为零的位置,与振幅最大的“波腹”(Antinode)交替出现。例如,两端固定的弦振动时,固定端必为波节。
能量传递特性
波节处无净能量传输,因该点动能与势能总和为零,能量仅在相邻波节间振荡。
驻波方程可表示为:
$$ y(x,t) = 2A sin(kx) cos(omega t) $$
其中波节位置满足:
$$ sin(kx) = 0 quad Rightarrow quad x = frac{nlambda}{2} quad (n=0,1,2,cdots) $$
$lambda$为波长,$k$为波数。
声学领域
在管风琴的闭管中,封闭端形成声波波节,开放端为波腹,决定基频与泛音频谱。
电磁学领域
微波谐振腔的金属边界处电场波节强制形成,用于控制电磁场模式分布。
量子力学
一维无限深势阱中粒子波函数的节点数与能级相关,体现波粒二象性。
第16章“波动”详述驻波节点形成机制(ISBN 978-1118230718)。
第4章分析声驻波在乐器共鸣腔中的节点分布(ISBN 978-0471847892)。
“振动与波”讲义(ocw.mit.edu/courses/8-03sc-physics-iii-vibrations-and-waves-fall-2016)提供实验验证案例。
注:因未搜索到可引用网页,参考文献以经典教材及公开课程替代,确保学术严谨性。
波节是驻波中的一种特殊现象,具体解释如下:
波节指驻波场中某些物理量的幅值始终为零的点、线或面。这些物理量包括:
波节与波腹(幅值最大的区域)交替出现,两者间距为波长的四分之一。相邻波节之间的距离为半波长($frac{lambda}{2}$)。
当两列频率、振幅相同的波沿相反方向传播并叠加时,会形成驻波。波节处因两列波的振动方向始终相反,导致能量相互抵消,表现为静止状态。
在弦乐器中,琴弦振动产生的驻波会在固定端(如琴桥)形成波节,而弦中点形成波腹,这种模式决定了音高和谐波特性。
提示:如需波节位置的计算公式或更多工程应用案例,可参考声学或波动理论教材。
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