機械波波長的相位定義法

吳峰華

（蕭山第五高級中學 浙江 杭州 311202）

人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理·選修3-4》，把以前教科書中作為選學內容的“相位”物理量，作為必學內容放在正文中，用以描述機械振動和機械波中振動質點所處的狀態.如此描述更科學、精確，也更有利于培養學生應用數學知識解決物理問題的能力.只是波長的定義，“在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點之間的距離，叫做波長”容易使人誤解.

對于空間一點發出的球面波，它的波陣面是以波源為球心的一個個球面，同一球面上各質點振動狀態相同，即相位相同，而這些質點間距離各不相同，不是一個確定值，顯然不能將它定義為波長.波長定義中應加上“在波的傳播方向上”這樣的限制.

機械波傳播過程中，前面的質點依次帶動后面的質點振動，后一個質點振動的相位總比前一個落后一些.因此，在波的傳播方向上，即同一條波線上，“振動相位總是相同的兩個相鄰質點”，不好理解.在波的傳播方向上，那些相對平衡位置的位移總是相同的質點，其振動相位相差2"的正整數倍.

因為ω＝2πf，v＝#f，所以

要任意時刻有y＝y0，則x＝n#（n＝1，2，3，…）.當n＝1時，x＝#，此時兩質點振動相位差為2π.

所以，波長定義應改為“波傳播時，在波的傳播方向上，振動相位差為2π的質點之間的距離，叫做波長”.