题目
6.频率较大而频率之差很小的两个同方向简谐振动的合振动具有特殊的性质,即合振-|||-动的振幅随时间会发生周期性的变化,这种现象称为 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查对波的叠加现象中拍这一概念的理解,需要明确拍产生的条件及其特征。
解题核心思路:
当两个频率相近的同方向简谐振动合成时,合振动的振幅会随时间发生周期性变化,这种现象称为拍。其关键在于两个振动的频率差很小,导致振幅变化的周期性。
破题关键点:
- 频率差很小:若两振动频率差异较大,则不会出现明显的振幅周期性变化。
- 同方向叠加:振动方向一致是合成后振幅变化的必要条件。
- 振幅周期性变化:这是拍现象的直接特征,需与干涉等其他现象区分。
两个同方向简谐振动的合振动中,若两振动的频率较大但频率差很小,则合振动的振幅会随时间呈现周期性变化。具体分析如下:
合振动的振幅公式
设两简谐振动的表达式为:
$x_1 = A_1 \cos(\omega_1 t + \phi_1), \quad x_2 = A_2 \cos(\omega_2 t + \phi_2)$
当两振动频率差 $\Delta \omega = \omega_1 - \omega_2$ 很小且初相差 $\Delta \phi = \phi_1 - \phi_2$ 为零时,合振动的振幅可表示为:
$A_{\text{合}} = A_1 + A_2 + 2A_1A_2 \cos\left(\frac{\Delta \omega}{2} t\right)$
此时,合振动的振幅随时间呈现缓慢的周期性变化。
拍现象的本质
振幅的周期性变化导致合振动的强度(如声音的响度)发生周期性起伏,这种现象称为拍。拍的频率为两振动频率之差:
$f_{\text{拍}} = |f_1 - f_2|$