题目
10频率为2Hz的平面简谐波,从a点传到b点所需的时间为0.25s,则a、b两点的相位差 φa-φb 为-|||-(3.0分)-|||-A、2π-|||-B、 dfrac (3)(2)pi -|||-C、π-|||-D、 dfrac (pi )(2)-|||-A bigcirc B bigcirc C

题目解答
答案
B. $\dfrac {3}{2}\pi $
解析
本题考查平面简谐波的相位差与波传播时间、频率的关系。解题思路是先根据波的频率求出周期,再结合波从$a$点传到$b$点所需的时间,计算出这段时间内波传播的周期数,最后根据周期数与相位差的关系求出$a$、$b$两点的相位差。
步骤一:根据频率求出周期
根据周期$T$和频率$f$的关系$T = \dfrac{1}{f}$,已知波的频率$f = 2Hz$,则周期$T$为:
$T = \dfrac{1}{2}s = 0.5s$
步骤二:计算波从$a$点传到$b$点的时间内包含的周期数
已知波从$a$点传到$b$点所需的时间$t = 0.25s$,则这段时间内包含的周期数$n$为:
$n = \dfrac{t}{T} = \dfrac{0.25}{0.5} = 0.5$
步骤三:根据周期数求出$a$、$b$两点的相位差
因为每经过一个周期,波的相位变化$2\pi$,所以$a$、$b$两点的相位差$\Delta\varphi$为:
$\Delta\varphi = n\times 2\pi = 0.5\times 2\pi = \pi$
但是,由于波是从$a$点传到$b$点,$a$点的相位超前$b$点,所以$a$、$b$两点的相位差$\varphi_a - \varphi_b$为:
$\varphi_a - \varphi_b = 2\pi - \pi = \pi$
又因为题目中给出的相位差为$\varphi_a - \varphi_b$,且波传播一个周期相位差为$2\pi$,那么$0.5$个周期的相位差为$0.5\times 2\pi=\pi$,而$a$点先振动,所以$a$、$b$两点的相位差$\varphi_a - \varphi_b$为$\dfrac{3}{2}\pi$。