Стоячая волна
Стоячая волна возникает при наложении двух одинаковых волн, распространяющихся навстречу друг другу. В пространстве появляются неподвижные узлы и пучности: форма волны остаётся на месте, а точки среды колеблются с разными амплитудами.
Обычно стоячая волна образуется при отражении волны от границы или препятствия. Встречные волны должны быть согласованы по частоте; такие источники называют когерентными источниками. Расстояние между соседними узлами, как и между соседними пучностями, равно половине длины волны.
Формула стоячей волны
Здесь множитель \(2A\cos(kx)\) задаёт амплитуду колебаний точки. Узлы находятся там, где эта амплитуда равна нулю: \(x=\frac{(2n+1)\lambda}{4}\). Пучности расположены в точках максимальной амплитуды: \(x=\frac{n\lambda}{2}\), где \(n=0,1,2,\ldots\).
Если длина волны равна \(\lambda=0{,}8\ \text{м}\), расстояние между соседними узлами равно \(\lambda/2=0{,}4\ \text{м}\). Расстояние от узла до ближайшей пучности равно \(\lambda/4=0{,}2\ \text{м}\).
Каково расстояние между соседними узлом и пучностью стоячей волны?
Стоячая волна не переносит энергию в одном направлении, как бегущая волна. Не следует также считать узлы и пучности гребнями и впадинами: узел — точка с нулевой амплитудой, а пучность — точка с максимальной амплитудой.
Главное
- Стоячая волна образуется наложением встречных волн одинаковой частоты и амплитуды.
- Узлы неподвижны, пучности колеблются с максимальной амплитудой.
- Расстояние между соседними узлами или пучностями равно \(\lambda/2\), а между узлом и пучностью — \(\lambda/4\).