解:(1)设r1为空间某点到波源S1的距离, r2为空间某点到波源S1的距离,则
, y1 0.1cos2 (t r1/0.2) 0.1cos(2 t 10 r1)(SI制)
y2 0.1cos[2 (t r2/0.2) ] 0.1cos(2 t 10 r2 )(SI制) (2)在两波相遇处 20 10 2
r2 r1
(3) 0,P点的振动加强,合振幅为0.2m
2
0.50 0.40
0
0.2
2. 在弹性媒质中有一沿x轴正向传播的平面波,其表达式为y 0.01cos(4t πx π/2) (SI制)。若在x = 5.00 m处发生固定端反射,设反射波的强度不变,试写出反射波的表达式。 解: 入射波引起分界面处质点的振动方程
y 0.01cos(4t 5π π/2) 0.01cos(4t 5.5π)
设反射波的表达式为y 0.01cos(4t πx 0)
反射波引起分界面处质点的振动方程y 0.01cos(4t 5 0),反射波比入射波在分界面处引起质点的分振动相位落后
4t 5 0 (4t 5.5 )
0 11.5
y 0.01cos(4t πx 11.5 ) 0.01cos(4t πx /2)
xt
3.设入射波的表达式为 y1 Acos2 ( ),在x = 0处发生反射,反射点为一固定端。设反射时无
T
能量损失,求:(1) 反射波的表达式;(2) 合成的驻波的表达式;(3) 波腹和波节的位置。 解: (1)入射波引起分界面处(x=0)质点的振动方程y10 Acos2πt/T
反射波比入射波在x=0处引起质点的分振动相位落后 反射波引起x=0处质点的振动方程y20 Acos 2πt/T
tx
T x t
(2)y y1 y2 2Acos 2 cos 2
2 T2
k 0,1,2 ;波腹x (2k 1)k 0,1,2 (3)波节x k24
4 . 一声源的频率为1080Hz,相对于地以30m/s的速率向右运动。在其右方有一反射面相对于地以65m/s的速率向左运动。设空气中的声速为331m/s。求
反射波的表达式为 y2 Acos 2π
(1)声源前方空气中声波的波长; (2)每秒钟到达反射面的波数; (3)反射波的速率。
解:(1) (u u源)T (u u源)/ 301/1080 0.279m
u v观u 331 65
1080 1421Hz (u v源)T331 30
(3)反射波的速率为331m/s。
(2)
5 . 如图所示,试计算:
(1)波源S频率为2040Hz,以速度 S向一反射面接近,观察者在A点听得拍音的频率为 v 3Hz,求波源移动的速度大小 S。设声速为340m/s。
(2)若(1)中波源没有运动,而反射面以速度 0.20m/s向观察者A接近。观察者在A点所听得的拍音频率为 v 4Hz,求波源的频率。 解: (1) 1
u u340 2040 (u vs)T340 vSu u340
2 2040
(u vs)T340 vS
2 340 vs340340
2 1 2040 2040 2040 3
340 vS340 vS3402 vs2
vS
0.25m/s