
【化】 node; wave node
wave
【化】 wave
【醫】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
period; node; abridge; burl; chastity; knar; part; section
【化】 node
【醫】 article; mere; metamere; sectio; section; segment; segmentum
在物理學中,“波節”(英文:Node)指駐波系統中振幅最小(通常為零)的點。其核心特征及學術解釋如下:
振幅零點
波節是駐波中質點振動幅度恒為零的位置,與振幅最大的“波腹”(Antinode)交替出現。例如,兩端固定的弦振動時,固定端必為波節。
能量傳遞特性
波節處無淨能量傳輸,因該點動能與勢能總和為零,能量僅在相鄰波節間振蕩。
駐波方程可表示為:
$$ y(x,t) = 2A sin(kx) cos(omega t) $$
其中波節位置滿足:
$$ sin(kx) = 0 quad Rightarrow quad x = frac{nlambda}{2} quad (n=0,1,2,cdots) $$
$lambda$為波長,$k$為波數。
聲學領域
在管風琴的閉管中,封閉端形成聲波波節,開放端為波腹,決定基頻與泛音頻譜。
電磁學領域
微波諧振腔的金屬邊界處電場波節強制形成,用于控制電磁場模式分布。
量子力學
一維無限深勢阱中粒子波函數的節點數與能級相關,體現波粒二象性。
第16章“波動”詳述駐波節點形成機制(ISBN 978-1118230718)。
第4章分析聲駐波在樂器共鳴腔中的節點分布(ISBN 978-0471847892)。
“振動與波”講義(ocw.mit.edu/courses/8-03sc-physics-iii-vibrations-and-waves-fall-2016)提供實驗驗證案例。
注:因未搜索到可引用網頁,參考文獻以經典教材及公開課程替代,确保學術嚴謹性。
波節是駐波中的一種特殊現象,具體解釋如下:
波節指駐波場中某些物理量的幅值始終為零的點、線或面。這些物理量包括:
波節與波腹(幅值最大的區域)交替出現,兩者間距為波長的四分之一。相鄰波節之間的距離為半波長($frac{lambda}{2}$)。
當兩列頻率、振幅相同的波沿相反方向傳播并疊加時,會形成駐波。波節處因兩列波的振動方向始終相反,導緻能量相互抵消,表現為靜止狀态。
在弦樂器中,琴弦振動産生的駐波會在固定端(如琴橋)形成波節,而弦中點形成波腹,這種模式決定了音高和諧波特性。
提示:如需波節位置的計算公式或更多工程應用案例,可參考聲學或波動理論教材。
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