两个同方向同频率简谐振动的合成
条件:同方向,角频率相同。即
要求的。下面给出两种x的求法:旋转矢量法和解析法。
旋转矢量法
要求:频率相同。否则无法画在一张图内。(其实不相同也可以用向量加法,但比较麻烦)
求法:在一张图总画出和
,用向量加法将
和
加起来就是x。
适用于简单的数字,易于记忆。
解析法
直接用公式求解:
适用性强,但是可能会记错,可用旋转矢量法推导。
两个特例:同相、反相
形象地,同相时(相位差),
,反相时(相位差
),
多个同方向同频率简谐振动的合成
上面两个同方向同频率合成的简单推广,只是当多个简谐振动的振幅相同、相位差依次为时,表达式可写的比较简单:
两个同方向不同频率简谐振动的合成:拍
当频率不同时,相位差随时间而改变,合振动一般不为简谐振动。情况复杂,这里只讨论两个频率相差较小的情况。
例:两个频率相差很小的音叉同时振动
拍的定义:频率较大而频率之差很小的两个同方向简谐振动合成时,其合振动的振幅时而加强时而减弱的现象。
假设一个简单的情况:振幅相同,初相位为0:
则x为
由于,可将前半段(低频部分)看成合振动的“振幅”,次振幅随时间作缓慢的周期性变化,范围为0~2A;将后半段(高频部分)看成合振动的频率。
经计算,合振幅的变化频率(拍频)为
若知道了其中一个频率和拍频,可计算出另一个频率。
应用:乐队“定音”,声学,速度测量,无线电技术,卫星跟踪等。
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