答案:见解析
波动图像的多解问题 波动图像的多解涉及:(1)波的空间的周期性;(2)波的时间的周期性;(3)波的双向性;(4)介质中两质点间距离与波长关系未定;(5)介质中质点的振动方向未定。
1.波的空间的周期性:相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同。
2.波的时间的周期性:波在传播过程中,经过整数倍周期时,其波的图像相同。
3.波的双向性。
4.介质中两质点间的距离与波长关系未定
在波的传播方向上,如果两个质点间的距离不确定,就会形成多解,解题时若不能联想到所有可能情况,易出现漏解。
5.介质中质点的振动方向未定
在波的传播过程中,质点振动方向与传播方向联系,若某一质点振动方向未确定,则波的传播方向有两种,这样形成多解。
说明:波的对称性
波源的振动要带动它左、右相邻质点的振动,波要向左、右两方向传播。对称性是指波在介质中左、右同时传播时,关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同。
3.如图23,实线是某时刻的波形图像,虚线是经过0.2 s时的波形图像,求:
图23
(1)波传播的可能距离;
(2)可能的周期;
(3)可能的波速。
解析:(1)题中没给出波的传播方向,所以有两种可能:向左传播或向右传播。
向左传播时,传播的距离为x=nλ+3λ/4=(4n+3)m(n=0、1、2...)
向右传播时,传播的距离为x=nλ+λ/4=(4n+1)m (n=0、1、2...)
(2)向左传播时,传播的时间为t=nT+3T/4得:T=4t/(4n+3)=0.8/(4n+3)(n=0、1、2...)
向右传播时,传播的时间为t=nT+T/4得:T=4t/(4n+1)=0.8/(4n+1)(n=0、1、2...)