题目
已知一平面简谐波的波动方程为y = Acos(at - bx) (a, b为正实数),则()。A. 波的频率nu = aB. 波的传播速度u = b/aC. 波的周期T = 2pi/aD. 波长为lambda = pi/b
已知一平面简谐波的波动方程为$y = A\cos(at - bx)$ (a, b为正实数),则()。
A. 波的频率$\nu = a$
B. 波的传播速度$u = b/a$
C. 波的周期$T = 2\pi/a$
D. 波长为$\lambda = \pi/b$
题目解答
答案
C. 波的周期$T = 2\pi/a$
解析
步骤 1:确定波的频率
波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$at$是时间项,$bx$是空间项。根据简谐波的波动方程$y = A\cos(\omega t - kx)$,其中$\omega$是角频率,$k$是波数。因此,$a$对应于角频率$\omega$,而角频率$\omega$与频率$\nu$的关系是$\omega = 2\pi\nu$。所以,频率$\nu = \frac{a}{2\pi}$,选项A不正确。
步骤 2:确定波的传播速度
波的传播速度$u$可以通过波数$k$和角频率$\omega$的关系$u = \frac{\omega}{k}$来计算。在波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$b$对应于波数$k$。因此,波的传播速度$u = \frac{a}{b}$,选项B不正确。
步骤 3:确定波的周期
波的周期$T$是频率$\nu$的倒数,即$T = \frac{1}{\nu}$。由于$\nu = \frac{a}{2\pi}$,所以$T = \frac{2\pi}{a}$,选项C正确。
步骤 4:确定波长
波长$\lambda$可以通过波数$k$的关系$\lambda = \frac{2\pi}{k}$来计算。在波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$b$对应于波数$k$。因此,波长$\lambda = \frac{2\pi}{b}$,选项D不正确。
波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$at$是时间项,$bx$是空间项。根据简谐波的波动方程$y = A\cos(\omega t - kx)$,其中$\omega$是角频率,$k$是波数。因此,$a$对应于角频率$\omega$,而角频率$\omega$与频率$\nu$的关系是$\omega = 2\pi\nu$。所以,频率$\nu = \frac{a}{2\pi}$,选项A不正确。
步骤 2:确定波的传播速度
波的传播速度$u$可以通过波数$k$和角频率$\omega$的关系$u = \frac{\omega}{k}$来计算。在波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$b$对应于波数$k$。因此,波的传播速度$u = \frac{a}{b}$,选项B不正确。
步骤 3:确定波的周期
波的周期$T$是频率$\nu$的倒数,即$T = \frac{1}{\nu}$。由于$\nu = \frac{a}{2\pi}$,所以$T = \frac{2\pi}{a}$,选项C正确。
步骤 4:确定波长
波长$\lambda$可以通过波数$k$的关系$\lambda = \frac{2\pi}{k}$来计算。在波动方程$y = A\cos(at - bx)$中,$b$对应于波数$k$。因此,波长$\lambda = \frac{2\pi}{b}$,选项D不正确。