波长和周期描述不同的间隔。
波长 λ 是同一相位的相邻点之间的空间间隔，例如相邻的波峰。周期 T 是在某个点上进行一次完整振动所花费的时间。频率 f 衡量每秒的振动次数，即 f = 1/T，单位为赫兹。
振幅 A 代表从平衡位置的最大距离。在单空间波形中，我们读取振幅和波长，而在单个粒子的时间图上，我们读取振幅和周期。首先，需要确定x轴是否代表距离或时间。
为什么 v = fλ?
在一个周期内，正弦波移动了λ。因此，传输速度为 v = λ/T = fλ。如果在一个相同的介质中，速度保持不变，那么当频率增加时，波长会减小。然而，将频率增加一个因子，不会导致传输速度翻倍。
当介质的条件发生变化时，波的传播速度会改变，与弦的张力或固体的密度发生变化时类似。为了区分频率变化和介质变化的影响，需要每次只改变一个条件。在非色散介质中，在相同条件下，相同的波的频率将以相同的速度传播。
为什么粒子不沿波浪形式向侧面移动？
在一种波浪式的振动模式中，粒子的运动方向与波的传播方向垂直。 如果你沿着波峰移动视线，看起来就像所指示的粒子在左右移动，但实际上粒子在上下移动。 粒子的速度与波的传播速度是不同的。
本实验简化了均匀弦上小振幅的平动波。它省略了反射、阻尼以及非线性效应，因此并未包含真实弦上观察到的所有现象，尤其是在弦的端部或使用大振幅的情况下。首先，我们验证了波能够传递能量，而无需介质的实际位移。
关键关系与符号
v = fλ = λ/T · f = 1/T
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| v | 波形传播速度 | m/s |
| λ | 波长 | m |
| f | 频率 | Hz |
| T | 周期 | s |
工作实例
波的波长和周期，其速度为 4 m/s，频率为 2 Hz，分别是多少？
λ = v/f = 2 m，且 T = 1/f = 0.5 s。如果仅将频率增加到 4 Hz，同时保持速度，那么波长会减少到 1 m。改变振幅不会直接决定这种关系的波长或周期。
常见误解
- 波的传播速度与弦的振动速度不同，它并非仅仅是弦的运动速度。
- 增加振幅并不意味着在相同的线性介质中，波将会以更快的速度传播。