题目
一横波的波函数为 y=0.2cos 2pi(100t-0.4x)(SI),则其振幅A=__________;频率为 nu= ________;波速 u= ________;波长 lambda= ________。A. 0.2m; 200Hz; 250m/s; 2.5mB. 0.2m; 100Hz; 25m/s; 2.5mC. 0.2m; 100Hz; 250m/s; 2.5mD. 0.2m; 100Hz; 250m/s; 25m
一横波的波函数为 $y=0.2\cos 2\pi(100t-0.4x)(SI)$,则其振幅A=__________;频率为 $\nu=$ ________;波速 $u=$ ________;波长 $\lambda=$ ________。
A. 0.2m; 200Hz; 250m/s; 2.5m
B. 0.2m; 100Hz; 25m/s; 2.5m
C. 0.2m; 100Hz; 250m/s; 2.5m
D. 0.2m; 100Hz; 250m/s; 25m
题目解答
答案
C. 0.2m; 100Hz; 250m/s; 2.5m
解析
本题考查横波波函数的基本参数提取,需掌握波动方程的标准形式及各物理量的对应关系。关键点在于:
- 振幅直接由波函数前的系数确定;
- 角频率和波数需从波函数中的时间项和空间项系数提取;
- 频率通过$\nu = \frac{\omega}{2\pi}$计算;
- 波速通过$u = \frac{\omega}{k}$计算;
- 波长通过$\lambda = \frac{2\pi}{k}$计算。
波函数标准化
将原式$y = 0.2\cos 2\pi(100t - 0.4x)$展开为标准形式:
$y = 0.2\cos(200\pi t - 0.8\pi x)$
其中:
- 角频率$\omega = 200\pi \, \text{rad/s}$;
- 波数$k = 0.8\pi \, \text{rad/m}$。
各物理量计算
- 振幅:直接读取系数$A = 0.2 \, \text{m}$;
- 频率:$\nu = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{200\pi}{2\pi} = 100 \, \text{Hz}$;
- 波速:$u = \frac{\omega}{k} = \frac{200\pi}{0.8\pi} = 250 \, \text{m/s}$;
- 波长:$\lambda = \frac{2\pi}{k} = \frac{2\pi}{0.8\pi} = 2.5 \, \text{m}$。