A B为同一介质中的两个波源 相距20m。两波源做同方向的简谐运动 振动频率均为100Hz 振幅均为5cm 波速为200m/

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A、B为同一介质中的两个波源,相距20m。两波源做同方向的简谐运动,振动频率均为100Hz,振幅均为5cm,波速为200m/s。设波在传播过程中振幅不变,且当A处为波峰时B处恰好为波谷。取A到B为x轴正方向,A为坐标原点,以A处质元达到正方向最大位移时为时间起点。

求:(1)由B波源产生的沿x轴负方向传播的波的波函数;(2)两列相干波在x处所引起的两个分振动的相位差。

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答案解析

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  • 设由B波源产生的沿x轴负方向传播的波的波函数为
       latex.action?latex=eT1BY29zXGxlZnRbIFxvbWVnYSBcbGVmdCggdCtcZnJhY3t4fXt1fSBccmlnaHQpK1xwaGkgIFxy%0D%0AaWdodF0oU0kp
       式中,角频率ω=2πν=2π×100=200π(rad/s),波速u=200m/s,振幅A=5×10-2m。
       由题意知当t=0时,x=20m处B波源的相位为π,故有
       latex.action?latex=MjAwXHBpIFx0aW1lcyBcZnJhY3syMH17MjAwfStccGhpID1ccGkg
       可取ψ=π。则得由B波源产生的沿x轴负方向传播的波的波函数为
       latex.action?latex=eT01XHRpbWVzIDEwXnstMn1jb3NcbGVmdFsgMjAwXHBpIFxsZWZ0KCB0K1xmcmFje3h9ezIwMH0g%0D%0AXHJpZ2h0KSArXHBpIFxyaWdodF0oU0kp$设A、B之间因干涉而静止点的坐标为x,则两列相干波在x处所引起的两个分振动的相位差为
       latex.action?latex=XGJpZ3RyaWFuZ2xldXAgXHBoaSA9XHBpIC1cZnJhY3syXHBpIH17XGxhbWJkYSB9KDIwLXgteCk9%0D%0AXHBtICgyaysxKVxwaSA%3D
       将波长λ=u/ν=200/100=2(m)代入,得
       x=1,2,3,…,19(m)