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重读高中物理(Ⅲ):超前和滞后

重读高中物理(Ⅲ):超前和滞后

作者: 六十从心 | 来源:发表于2021-05-12 08:11 被阅读0次

相位的概念在振动和波动中很重要。书上说,相位表示振子的运动状态。一个经典粒子的运动状态要用位置和速度(动量)两个量来表示。有了相位,则根据简谐振动的运动学方程,位置和速度都可以决定,这就是决定了状态。

所以相位其实表示了位置和速度两个量,因此很难把相位图示出来。旋转矢量图是图示相位的最好方式。但是山东农业大学的农科大学物理将这一部分内容删除掉了,非常可惜。原以为高中物理中没有旋转矢量图的内容,后来发现不是,可能因为矢量,又是旋转矢量,名号太响,有点吓人,所以干脆避而不谈。殊不知是丢弃了最趁手的武器。

相位的超前和滞后只有在都上升或都下降时才能比较,都上升时先到峰值为超前,反之为滞后。反相时一个峰一个谷,一个上升一个下降,所以反相的超前和滞后不能比较。因此反相时相位差可为π或-π,不影响计算结果。

例题1: 如图所示,A、B 两点为同一介质中两相干波源。其振幅皆为5cm,频率皆为100Hz,但当点 A 为波峰时,点B 恰为波谷。设波速为10m/s,试写出由A、B发出的两列波传到点P 时干涉的结果。

例题1图

当点 A 为波峰时,点B 恰为波谷,显然A与B反相。如果A和B的相位差为π,则计算结果为-501π;如果A和B的相位差为-π,则计算结果为或-499π,都是奇数倍。

大学物理讲得不仔细,可推敲地方比较多。相比之下,高中物理在细节上取胜了。当细不细,则不容易引起学生思考,对概念和内容的理解也达不到应有的程度。考虑到大学物理的课时已经有限,可能要考虑内容的取舍了。

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