题目
已知一平面简谐波的波动方程为y=Acos(at−bx),(a、b为正值),则A. 波的频率为aB. 波的传播速度为b/aC. 波长为π/bD. 波的周期为2π/a
已知一平面简谐波的波动方程为y=Acos(at−bx),(a、b为正值),则
A. 波的频率为a
B. 波的传播速度为b/a
C. 波长为π/b
D. 波的周期为2π/a
题目解答
答案
D. 波的周期为2π/a
解析
本题考查平面简谐波波动方程中各物理量的识别与计算。核心思路是将题目给出的波动方程与标准形式对比,确定角频率$\omega$和波数$k$,再利用公式推导波速、波长、周期等参数。关键点在于正确对应方程中的系数与标准形式中的$\omega$和$k$,并掌握相关物理量的计算关系。
平面简谐波的标准波动方程为:
$y = A \cos(kx - \omega t + \phi)$
其中:
- $\omega$为角频率,对应周期$T = \frac{2\pi}{\omega}$;
- $k$为波数,对应波长$\lambda = \frac{2\pi}{k}$;
- 波速$v = \frac{\omega}{k}$。
题目方程为:
$y = A \cos(at - bx)$
对比标准形式,可得:
- $\omega = a$(角频率对应项系数);
- $k = b$(波数对应项系数)。
选项分析:
-
A. 波的频率为$a$
频率为$f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{a}{2\pi}$,而非$a$,故错误。 -
B. 波的传播速度为$\frac{b}{a}$
波速$v = \frac{\omega}{k} = \frac{a}{b}$,选项中$\frac{b}{a}$颠倒,故错误。 -
C. 波长为$\frac{\pi}{b}$
波长$\lambda = \frac{2\pi}{k} = \frac{2\pi}{b}$,选项中少$2$倍,故错误。 -
D. 波的周期为$\frac{2\pi}{a}$
周期$T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{2\pi}{a}$,正确。