简谐行波:把相位“钉”在波形上

空间图像回答“这一刻各处怎样位移”,时间图像回答“这一点怎样振动”。拖动两根探针,看看同一个相位如何同时连接空间与时间。

y=A cos(kx−ωt+φ₀)
传播方向 沿 +x
连续观察 已暂停

波形与振动曲线

固定时刻:y-x 瞬时波形左右拖动青色空间探针
固定位置:y-t 振动曲线左右拖动橙色时间探针
当前相位φ = 0.90π rad
波数k = 3.142 rad/m
角频率ω = 6.283 rad/s
波速v = λf = 2.000 m/s
相位尺
φ mod 2π = 0.90π

先判断:固定相位点往哪边走?

只看页面上方当前波函数的相位表达式。若保持相位不变并让时间增加,这个相位点沿哪个方向移动?

先选择一个方向,再提交判断。依据暂不显示。

比较两点:相位差是多少?

同一时刻取两点,计算 Δφ=φ₂−φ₁。两条虚线会同步标在空间图上。

先计算并填写数值;正负号也属于答案的一部分。

读图提醒:某一时刻波形的“上坡或下坡”本身不能唯一确定传播方向。可靠做法是跟踪固定相位点,或把空间图与质点随时间的运动联系起来。