久久精品精选,精品九九视频,www久久只有这里有精品,亚洲熟女乱色综合一区
    分享

    弦的自由振動:特解的物理意義

     cosmos2062 2025-07-08 發布于廣東

    在通過分離變量法求出的自由振動的一般解中,對應于某個本征值的特解是兩端固定的弦激發的一種可能的駐波,一般解是所有可能的駐波的線性疊加。

    利用分離變量法,已經求出了一根兩端固定的弦的自由振動偏微分方程的一般解:為了在后面的討論中方便書寫,引入以下兩個符號來代表解式中那兩個復雜的常數組合:再引入兩個新的常數,對疊加系數做如下變換:兩個新引入的常數與原來的疊加系數有如下關系:對解式中的常數做了上述處理后,一般解就可以寫成一個簡潔的形式:這個表述形式明確地給出了特解的物理意義。

    從上述一般解的簡潔形式可以得知,對應于某個本征值的特解正是兩端固定的弦激發的一種可能的駐波。在這個駐波的表達式中,與時間演化有關的三角函數描寫了弦上各點在任意時刻的振動狀態,而與空間位置有關的三角函數則給出了弦上各點的振幅分布。于是,問題的一般解就是所有這些可能的駐波的線性疊加。由于這個原因,分離變量法也被稱為駐波法。

    先討論弦上各點的振幅分布,它由函數  描寫。初始擾動強度決定了  的大小,從而決定了弦上各點處的振幅。在滿足條件的各點處,振幅恒等于零。波的這個狀態被稱為波節,弦上的這些點因而被稱為波節點。包括兩個固定點在內,整根弦共有  個波節點;在滿足條件的各點處,振幅恒等于最大值  。波的這個狀態被稱為波峰,弦上的這些點因而被稱為波峰點,整根弦共有  個波峰點。

    接下來討論這個駐波的時間演化部分,這是一個簡諧振動型的時間函數,它顯示,弦上每一點都在做簡諧振動。振動的圓頻率  就是這個駐波的圓頻率,它只取決于弦自身的性質,與弦的初始狀態無關,因而被稱為固有頻率,也被稱為本征頻率;  是振動的初相位,由初始條件決定。

    在兩端固定的弦激發的所有可能的駐波中,  的那個駐波有最小的固有頻率和最長的波長,由于這個原因,把這個駐波稱為基波,相應的頻率被稱為基頻。頻率比基頻高的那些駐波被稱為諧波,相應的頻率被稱為諧頻,由于諧頻是基頻的整數倍,因此也被稱為倍頻。由駐波的最大振幅  的表達式不難看出,基波的最大振幅  比所有諧波的最大振幅都要大。

    將一根由特定材料制成的弦的兩端固定并調節它的張緊程度,當這根弦發生橫向振動時,它就激發出一個特定頻率的基波和一系列對應的諧波。適當地調節弦的張緊程度,使其激發的基波的頻率恰好處于人耳能夠響應的頻率范圍,我們就能聽到它發出的聲音。由于  是所有  中最大者,因此,基頻就決定了弦所發出的聲音的聲調;由于諧波的最大振幅較小,由諧頻所發出的聲音被疊加在基頻所發出的聲音上,形成無數微小的擾動,它們的最大振幅與  的關系決定了弦所發出的聲音的頻譜分布,音樂術語稱之為音色;初始擾動的強度決定了向弦輸入的能量有多少,從而決定了  的大小,即決定了弦所發出的聲音的強度。

      轉藏 分享 獻花(0

      0條評論

      發表

      請遵守用戶 評論公約

      類似文章 更多

      主站蜘蛛池模板: 国产免费无遮挡吃奶视频| 久久天天躁夜夜躁狠狠85| 精品国产一区二区三区2021| 69天堂人成无码免费视频| 国产精品国产三级国产AV中文| 国内精品无码一区二区三区| 99久久99精品久久久久久 | 国产成人MV视频在线观看| 亚洲AV中文无码乱人伦在线咪咕| 宅男在线永久免费观看网| 国产免费无遮挡吃奶视频| 国产精品视频第一区二区三区 | 人妻少妇精品无码专区动漫| 国产精品爽黄69天堂A| 嫩草院一区二区乱码| 欧美大bbbb流白水| 国产一区二区四区不卡| 亚洲一区二区三区啪啪| 国产午夜视频在线观看| 最新国产乱人伦偷精品免费网站| 精品免费看国产一区二区| 国产乱子伦农村叉叉叉| 国产午夜精品福利91| 91精品国产午夜福利| 人人妻人人澡人人爽欧美一区| 久久国产免费观看精品3| 国产激情视频在线观看的| 国产精品国产三级国产试看| 毛片大全真人在线| √天堂中文www官网在线| 韩国无码AV片午夜福利| 亚洲熟女综合色一区二区三区| 国产精品久久国产精麻豆99网站| 成人国产片视频在线观看| 在线日韩日本国产亚洲| 亚洲精品成人福利网站| 麻豆一二三区精品蜜桃| 免费无码又爽又刺激高潮| 久久久久香蕉国产线看观看伊| 日韩免费无码一区二区三区| 少妇人妻偷人精品系列|