A-level 物理学（进阶物理学）/驻波
当两个相干波 - 频率和振幅相同的波 - 在相同区域内以相反方向传播时，就会出现有趣的叠加效应，如下面的动画所示
合成波形的某些区域始终具有 0 的振幅。这些被称为节点。在其他点（节点之间的中点），合成波形在两个方向上的振幅都变化到其组成波形的两倍。这些点被称为波腹。节点和波腹之间的所有点都以更小的程度变化，具体取决于其位置。
这种效应只有当两个波形具有相同的振幅和频率时才会出现。如果两个波具有不同的振幅，则合成波形类似于驻波，但它没有节点，并且会“移动”。
由于这些条件，驻波通常只发生在波形反射回自身时。例如，在微波炉中，微波被微波发射器另一侧的金属反射。这会产生节点和波腹。由于节点处没有东西被加热，因此需要转盘来确保所有食物都穿过波腹并被加热。
考虑一根在两端固定但可以在中间自由移动的弦。如果你拨动它，你就会产生一个沿着弦在两个方向传播的波，并在弦的两端反射。这个过程会一直持续下去，因此会产生一个驻波模式。弦会向上然后向下，如右侧图的第一行所示。如果你将顶部的弧线视为波形的前半部分，你可以看到当弦以基频振动时，弦的长度是波长的二分之一：它是 ½λ 长。因此，λ=2L
如果你在中间夹住弦，然后在一侧拨动它，就会产生不同的驻波模式。通过拨动，你创建了一个波腹，通过夹住，你创建了一个节点。如果你然后松开弦，驻波模式就会扩散，并且弦的长度现在等于波长。这被称为第一泛音。
当你以递减的分数（½、⅓、¼ 等）夹住弦时，你会产生连续的泛音，弦的总长度等于额外的 ½λ 波长。
考虑一根一端开口，另一端封闭的管道。在管道中，波会在管道的末端反射，无论它是否打开。如果你吹过管道的末端，你会产生一个纵波，空气作为介质。这个波沿着管道传播，反射回来，再次传播，然后再次反射，依此类推，从而产生一个驻波模式。
管道的封闭端必须是一个节点；它相当于夹住一根弦。类似地，开口端必须是一个波腹；吹过它相当于拨动弦。
管道中也可能存在泛音。这就是乐器的工作原理：风乐器上的一个开口会产生一个波腹，改变声音的频率，从而改变音调。
1. 3 米长的风琴管中的空气以基频共振。风琴管在两端实际上都是开口的。声音的波长是多少？
2. 一根弦以第二泛音频率振动。它产生的驻波的长度是多少个波长？
3. 用 λ 表示一根一端封闭的管子的长度，其中 λ 是基频时一个波的长度。