波動與聲音

波節與波腹

在振動的吉他弦上,你能找到一些完全靜止的位置,而在它們正中間,弦卻是一片模糊的高速振動。靜止的位置是波節,劇烈擺動的位置是波腹。它回答的問題是:在駐波中,哪些點會動、哪些不會動?

波節是駐波中位移永遠為零的點,那裡兩個重疊的波永遠反相、互相抵消。波腹是位移擺到最大的點,那裡兩個波永遠同相、互相加強。波節與波腹交錯出現,相鄰兩個波節之間相距半個波長(lambda/2),而波腹恰好位於兩個波節的正中間。

你可以在實體上把它們找出來:弦的固定端必定是波節(它不能動),而自由端則是波腹。在管中,封閉端強迫空氣的運動形成波節,開口端則形成波腹。這正是樂器的幾何形狀如何挑出它能發出哪些音的原理。一個誠實的提醒:對聲音而言,位移波節與壓力波節是相反的,空氣運動為零之處,正是壓力擺動最大之處,所以要講清楚你指的是哪個量。

在振動的金屬板上撒些鹽(克拉尼板 Chladni plate),鹽會聚集在波節(那些靜止的線)上,把駐波圖樣描給你的眼睛看。

波節從不移動,波腹擺動最大,它們每隔四分之一波長交錯一次。

一個波節與下一個波節相距半個波長,而不是一整個波長。而且對聲音而言,位移波節就是壓力波腹。

又稱
nodeantinode波節波腹