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波的振幅与能量的关系
时间:2024-12-23 18:50:34
答案

波的能量与其振幅的平方成正比关系。

下面是一个简单的、中学生也可以理解的从能量角度的分析。

从能量的角度看

波传递到介质中的某个质点,这个质点将发生振动,从而具有动能,同时介质发生弹性形变,所以这个质点也具有势能。动能和势能来自波源,所以波源的能源随着波的传递由近而远向外传播。

以弹性纵波通过一根细棒为例,来分析波的能量。设细棒密度为ρ,在该细棒上取一体元的端坐标为x,x+Δx.当纵波通过体元时,x处的质点位移为y,x+Δx处的质点位移为y+Δy,体元的长度增加量为Δy.由质点振动方程

可以求出振动质点的速度为:

此式对横波也适用。可以看出,波的能量与振幅A的平方成正比关系。

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