波長和週期描述不同的間隔。
波長 λ 是同一相位的相鄰點之間的空間間隔，例如相鄰的波峰。週期 T 是在某個點上進行一次完整振動所花費的時間。頻率 f 衡量每秒的振動次數，即 f = 1/T，單位為赫茲。
振幅 A 代表從平衡位置的最大距離。在單空間波形中，我們讀取振幅和波長，而在單個粒子的時間圖上，我們讀取振幅和週期。首先，需要確定x軸是否代表距離或時間。
為什麼 v = fλ?
在一個週期內，正弦波移動了λ。因此，傳輸速度為 v = λ/T = fλ。如果在一個相同的介質中，速度保持不變，那麼當頻率增加時，波長會減小。然而，將頻率增加一個因子，不會導致傳輸速度翻倍。
當介質的條件發生變化時，波的傳播速度會改變，與弦的張力或固體的密度發生變化時類似。為了區分頻率變化和介質變化的影響，需要每次只改變一個條件。在非色散介質中，在相同條件下，相同的波的頻率將以相同的速度傳播。
為什麼粒子不沿波浪形式向側面移動？
在一種波浪式的振動模式中，粒子的運動方向與波的傳播方向垂直。 如果你沿著波峰移動視線，看起來就像所指示的粒子在左右移動，但實際上粒子在上下移動。 粒子的速度與波的傳播速度是不同的。
本實驗簡化了均勻弦上小振幅的平動波。它省略了反射、阻尼以及非線性效應，因此並未包含真實弦上觀察到的所有現象，尤其是在弦的端部或使用大振幅的情況下。首先，我們驗證了波能夠傳遞能量，而無需介質的實際位移。
關鍵關係與符號
v = fλ = λ/T · f = 1/T
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| v | 波形傳播速度 | m/s |
| λ | 波長 | m |
| f | 頻率 | Hz |
| T | 週期 | s |
透過範例確認
波的波長和週期，其速度為 4 m/s，頻率為 2 Hz，分別是多少？
λ = v/f = 2 m，且 T = 1/f = 0.5 s。如果僅將頻率增加到 4 Hz，同時保持速度，那麼波長會減少到 1 m。改變振幅不會直接決定這種關係的波長或週期。
常見誤解
- 波的傳播速度與弦的振動速度不同，它並非僅僅是弦的運動速度。
- 增加振幅並不意味著在相同的線性介質中，波將會以更快的速度傳播。