第七节 驻波

驻波的名词解释驻波：从天线出发的电波在传播过程中，遇到阻挡物后发生反射或折射时所形成的电压振荡。

驻波有幅度随时间增加，并且按与传播方向垂直的正弦规律衰减的特点，可以看作是接收天线和发射天线之间产生的干涉效应。

驻波信号在时域上具有稳定周期性的脉动成分，频域上表现为一系列复杂的谐波分量，其相互关系为两个波腹频率相差πf和πf的正弦波，相差为f的正弦波称为上、下半拍。

两个上、下半拍的频率之比称为振幅比(F： B)。

驻波的解调实际上就是寻找能使谐波分量衰减的谐波分量。

另外，我们将频率不同但幅值相等，而且相位彼此相差180°的信号合称为干涉信号。

驻波的频率、波长及其电场强度均随传播距离的增加而迅速减小，因此驻波属于一种阻抗失配的现象，它是造成无线电信号反射、衰落的主要原因。

驻波信号处理原则：(1)首先要区分基带、载频和各子载波，在这三者中又根据它们所含的高频信号的多少又可将载波分为低频、高频和超高频载波，只含有基带信号的称为基带信号；(2)尽量利用天线端口和接收机对高频成分进行滤波；(3)根据干扰产生的条件选择最佳干扰抑制方法；(4)要求驻波中的干涉部分尽可能短。

驻波的频率、波长及其电场强度均随传播距离的增加而迅速减小，因此驻波属于一种阻抗失配的现象，它是造成无线电信号反射、衰落的主要原因。

驻波的存在和出现使无线电波在传输过程中出现了反射、绕射和折射，导致能量损耗，从而影响了通信的质量。

有源干涉衰落和负载干涉衰落是产生驻波的两种典型的自然现象。

但也有人指出，为了提高通信质量而设计的驻波避雷器、双工器和分集接收器等都是能有效地消除驻波的措施。

为了提高系统对驻波的抑制能力，改善通信质量，在通信系统中常采用加大高频头的尺寸，减小天线口径，选用阻抗匹配良好的天线馈线等方法来减小驻波。

对接收信号有调幅作用的装置，如空间滤波器、频率合成器、旁瓣抑制器等，都可以抑制或减弱驻波。

驻波的去除方法：(1)放大检波，即放大高频振荡回路；(2)加入负反馈，可用于任何调制系统中；(3)前置滤波器(前置放大器)；(4)驻波产生器。

实验七 固定均匀弦振动在自然界中，振动现象是广泛存在，广义地说，任何一个物理量存在 一个定值附近作往复变化，都可称为振动。

振动是产生波动的根源，波动是振动的传播。

波动具有自己特征，首先它具有一定的传播速度，且伴随能量的传播；另外，波动还具有反射、折射、干涉和衍射现象，本实验研究波的特征之一，干涉现象的特例：驻波。

【实验目的】1、了解固定均匀弦振动的传播规律。

2、观察固定均匀弦振动的传播时形成驻波的波形。

3、测量均匀弦上横波的传播速度和均匀弦线的线密度。

【实验仪器】均匀弦振动实验装置，如图1所示。

【实验原理】设一均匀弦线，一端由劈尖A 支柱，另一端由劈尖B 支撑。

如图所示，对均匀通电弦线在磁场的扰动下，引起弦线上各质点的振动，于是波动就由A 端朝B 端方向传播，称为入射波；再由B 端反射沿弦线朝A 端传播，称为反射波。

入射波与反射波在同一弦线上沿相反方向传播时将相互干涉，移动劈尖B 到适当的位置，即2λ⋅=n L AB ，弦线上的波就形成稳定的驻波。

这时弦线上的波被分成几段且每段波两端的点始终静止不动，而中间的点振幅最大。

这始终静止不动的点称为波节，振幅最大的点称为波腹。

驻波的形成如图2所示。

设图2中的两列波是沿x 轴相反方向传播的振幅相等、频率相同的简谐波，向右传播的波用细实线表示，向左传播的波用细虚线表示，它们形成的驻波用粗实线表示，由图二可见两个波腹间的距离都是等于半个波长，这可从波动方程推倒出来。

驻波是由振幅相同的两列相干波（同频率、同振动方向、相位差恒定），在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的一种特殊形式的干涉现象。

下面用简谐表达式对驻波进行定量描述。

设沿x 轴正方向传播的波为入射波，沿x 轴负方向传播的波为反射波，取它们振动位相始终相同的点作坐标原点，且在0=x 处，振动质点向上达到最大位移开始计时，则它们的波动方程为：)(2cos 1λπxft A y -= ; )(2cos 2λπxft A y +=式中A 为简谐振动的振幅，f 为频率，λ为波长，x 为弦线上质点的坐标位置。

第七章波动学基础波动是一种重要而普遍的物质运动形式，是由振动在空间的传播过程形成的。

机械振动在弹性介质中的传播形成机械波。

本章主要介绍机械波的形成，波函数和波的能量，惠更斯原理及其在波的衍射、反射和折射等方面的应用，波的干涉现象和驻波以及多普勒效应。

§7-1 机械波的产生和传播一、常见机械波现象1、水面波。

把一块石头投在静止的水面上，可见到石头落水处水发生振动，此处振动引起附近水的振动，附近水的振动又引起更远处水的振动，这样水的振动就从石头落点处向外传播开了，形成了水面波2、绳波。

绳的一端固定，另一端用手拉紧并使之上下振动，这端的振动引起邻近点振动，邻近点的振动又引起更远点的振动，这样振动就由绳的一端向另一端传播，形成了绳波3、声波。

它的振动引起附近空气的振动，附近空气的振动又引起更远处空气的振动，这样振动就在空气中传播，形成了声波二、机械波产生的条件1、波源。

如上述水面波波源是石头落水处的水；绳波波源是手拉绳的振动端；声波波源是音叉。

2、传播介质。

如：水面波的传播介质是水；绳波的传播介质是绳；声波的传播介质是空气。

说明：波动不是物质的传播而是振动状态的传播。

三、横波与纵波1、横波：振动方向与波动传播方向垂直。

如绳波。

（7-1-1横波.swf）2、纵波：(1)气体、液体内只能传播纵波，而固体内既能传播纵波又能传播横波。

(2)水面波是一种复杂的波，使振动质点回复到平衡位置的力不是一般弹性力，而是重力和表面张力。

(3）一般复杂的波可以分解成横波和纵波一起研究。

（7-1-2纵波.swf）四、波的几何描述1、波线：沿波传播方向带箭头的线。

2、同相面（波面）：振动位相相同点连成的曲面。

同一时刻，同相面有任意多个。

3、波阵面（或波前）：某一时刻，波源最初振动状态传播到的各点连成的面称为波阵面或波前，显然它是同相面的一个特例，它是离波源最远的那个同相面，任一时刻只有一个波阵面。

（或：传播在最前面的那个同相面）（见图7-4）4、平面波与球面波(1)平面波：波阵面为平面。

2020高二物理教案驻波_0649文档EDUCATION WORD高二物理教案驻波_0649文档前言语料：温馨提醒，教育，就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。

其目的，就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华，以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式，传递给当下的无数个人，让个人从中获益，丰富自己的人生体验，也支撑整个社会的运作和发展。

本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】教学目标知识目标1、认现象，了解产生的原理。

2、观察的实验现象、能够解释现象的发生。

能力目标1、通过实验，培养学生的实验动手能力和观察能力。

情感目标通过对有趣物理现象的观察，培养学生对科学的探究精神教学建议关于这一节内容较少，教师教师典型例题关于现象，下列说法正确的是：A、相邻的两波节之间的各个质点的振幅都相等；B、相邻的两波节之间的各个质点的振动方向都相同；C、相邻的两波腹之间各个质点的振动方向不完全相同；D、相邻的两个波腹之间的距离为半个波长本题是考察的基本知识：只有两个波节中点振幅为最大，两边这副逐渐减小，故不选A项；两波节间各个质点的振动方向都相同，故B选项是正确的；相邻的波腹以波节为界，一边振动方向向上，另一边质点振动方向向下，故选C选项；由波的干涉可知：相邻的两个波腹之间的距离萎半个波长，故选项D正确，总之，本题的正确答案是B、C、D 选项。

教学目标知识目标1、认现象，了解产生的原理。

2、观察的实验现象、能够解释现象的发生。

能力目标1、通过实验，培养学生的实验动手能力和观察能力。

情感目标通过对有趣物理现象的观察，培养学生对科学的探究精神教学建议关于这一节内容较少，教师教师典型例题关于现象，下列说法正确的是：A、相邻的两波节之间的各个质点的振幅都相等；B、相邻的两波节之间的各个质点的振动方向都相同；C、相邻的两波腹之间各个质点的振动方向不完全相同；D、相邻的两个波腹之间的距离为半个波长本题是考察的基本知识：只有两个波节中点振幅为最大，两边这副逐渐减小，故不选A项；两波节间各个质点的振动方向都相同，故B选项是正确的；相邻的波腹以波节为界，一边振动方向向上，另一边质点振动方向向下，故选C选项；由波的干涉可知：相邻的两个波腹之间的距离萎半个波长，故选项D正确，总之，本题的正确答案是B、C、D 选项。