駐波
諧波 (Harmonic)
諧波(Harmonic)
台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
在聲學和電信學裡,諧波是基頻的整數倍信號,如頻率是f,諧波的頻率可以是2f,3f,4f等,也包含f本身,所以諧波在頻率上是有週期性的,又由於傅立業級數的性質,信號的總和與它的諧波頻率也是有週期性的。
許多振子,包含人類的聲音、受拉的小提琴弦、或仙王星座的變光星,或多或少都有週期性,也因此可被分解為諧波。
大部分的擺盪物,如彈動的吉他弦、打動的鼓或敲動的鐘、不同頻率的自然振盪,都可產生泛音,即使擺盪物為細長的物體,如吉他弦,小喇叭或樂鐘,產生的泛音仍是基頻的整數倍,因此這些樂器可以模仿唱歌的聲音,並且結合為音樂,至於非基頻整數倍的泛音則稱為非諧音,通常聽起來不悅耳。
駐波 〈Stnading Wave〉﹝二﹞
駐波(Stnading Wave)﹝二﹞
國立彰化師範大學物理系侯院武碩士生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
數學推導
同振幅、頻率、波長,但是以相反方向運動的波,互相干涉而產生駐波或是靜止波,舉例來說一個諧波向右傳遞,並撞擊另一端點而產生駐波,反射波必須擁有與入射波相同的振幅和頻率。
假設諧波可以下式表示:
y1 = y0 sin( k x – ω t )
y2 = y0 sin( k x + ω t )
y0 振幅
ω 角頻率
k 波數
x 位置變數
t 時間變數
駐波 〈Stnading Wave〉﹝一﹞
駐波(Stnading Wave)﹝一﹞
國立彰化師範大學物理系侯院武碩士生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
駐波,亦即大家所熟知的靜止波,是一種維持在固定位置的波,這個現象發生在介質運動與波傳遞的方向相反時,或是由於兩個傳遞方向相反的波在靜止的介質內互相干擾。在第二個情況下只要波以等振幅,且相反的方向傳遞就不會伴隨淨能量傳遞。
運動介質
第一種類的範例,如在某些氣象條件下,駐波會在山脈的背風面形成,常被飛機駕駛員所利用;駐波和水壓躍遷是由於湍急的河流及潮汐的流動,而產生如Saltstraumen的大漩渦。
