
【電】 velocity loop
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【醫】 rate; speed; velocity
【計】 antinode
在聲學和振動學領域,"速度波腹"(Velocity Antinode)指駐波系統中介質質點振動速度達到最大值的位置點。該概念與"速度波節"(Velocity Node)相對應,後者表示振動速度為零的位置。以下是詳細解析:
核心概念
速度波腹出現在駐波形成的固定位置,此處介質質點(如空氣分子或固體粒子)的振動速度幅值達到峰值。例如,在兩端固定的弦振動中,弦中點位置形成速度波腹,質點以最大速度垂直于弦方向振蕩。
與壓力波腹的關系
在氣體介質(如聲波傳播)中,速度波腹與壓力波節(Pressure Node)位置重合。根據伯努利原理,當介質速度最大時,局部壓力變化最小。這一特性被廣泛應用于聲速測量實驗(如昆特管實驗)。
駐波的速度分布可通過波動方程推導。以一維簡諧駐波為例,其質點速度表達式為:
$$
v(x,t) = frac{partial y}{partial t} = 2Aomega cos(kx) cos(omega t + phi)
$$
其中 $kx = frac{npi}{2}$($n$為奇數)時,$cos(kx) = pm 1$,速度幅值達到最大值 $2Aomega$,對應速度波腹位置。
在麥克風校準中,利用速度波腹位置的高靈敏度特性設計傳感器陣列,提升聲波相位檢測精度(如波導式聲學傳感器)。
通過激光多普勒測振儀掃描機械結構的振動速度波腹分布,可識别飛機翼梁或橋梁的共振模态及潛在損傷位置。
權威參考來源:
- 《聲學基礎》(南京大學出版社)第4章"駐波理論"
- 國際标準ISO 18436-3《機械振動監測》第7.2節
- Springer《Encyclopedia of Vibration》"Antinode"詞條
速度波腹是駐波理論中的重要概念,指駐波中質點速度達到最大振幅的位置。以下是詳細解析:
速度波腹屬于駐波場中描述的波腹類型之一,專指質點速度這一物理量振幅最大的區域。在駐波形成時,兩列傳播方向相反、頻率相同的波疊加,導緻某些位置(波腹)的振動持續增強,而速度波腹即質點運動速率達到峰值的點或面。
需區分不同物理量的波腹位置。例如,在縱波中,聲壓波腹與速度波腹可能存在相位差,導緻兩者的空間位置不同步。這種現象在聲學測量和噪聲控制中尤為重要。
以上信息綜合了駐波的基礎理論及多領域應用場景,如需更專業的技術參數,建議參考聲學或波動理論的權威教材。
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