A-level 物理學（進階物理學）/駐波
當兩個相干波 - 頻率和振幅相同的波 - 在相同區域內以相反方向傳播時，就會出現有趣的疊加效應，如下面的動畫所示
合成波形的某些區域始終具有 0 的振幅。這些被稱為節點。在其他點（節點之間的中點），合成波形在兩個方向上的振幅都變化到其組成波形的兩倍。這些點被稱為波腹。節點和波腹之間的所有點都以更小的程度變化，具體取決於其位置。
這種效應只有當兩個波形具有相同的振幅和頻率時才會出現。如果兩個波具有不同的振幅，則合成波形類似於駐波，但它沒有節點，並且會“移動”。
由於這些條件，駐波通常只發生在波形反射回自身時。例如，在微波爐中，微波被微波發射器另一側的金屬反射。這會產生節點和波腹。由於節點處沒有東西被加熱，因此需要轉盤來確保所有食物都穿過波腹並被加熱。
考慮一根在兩端固定但可以在中間自由移動的弦。如果你撥動它，你就會產生一個沿著弦在兩個方向傳播的波，並在弦的兩端反射。這個過程會一直持續下去，因此會產生一個駐波模式。弦會向上然後向下，如右側圖的第一行所示。如果你將頂部的弧線視為波形的前半部分，你可以看到當弦以基頻振動時，弦的長度是波長的二分之一：它是 ½λ 長。因此，λ=2L
如果你在中間夾住弦，然後在一側撥動它，就會產生不同的駐波模式。透過撥動，你建立了一個波腹，透過夾住，你建立了一個節點。如果你然後鬆開弦，駐波模式就會擴散，並且弦的長度現在等於波長。這被稱為第一泛音。
當你以遞減的分數（½、⅓、¼ 等）夾住弦時，你會產生連續的泛音，弦的總長度等於額外的 ½λ 波長。
考慮一根一端開口，另一端封閉的管道。在管道中，波會在管道的末端反射，無論它是否開啟。如果你吹過管道的末端，你會產生一個縱波，空氣作為介質。這個波沿著管道傳播，反射回來，再次傳播，然後再次反射，依此類推，從而產生一個駐波模式。
管道的封閉端必須是一個節點；它相當於夾住一根弦。類似地，開口端必須是一個波腹；吹過它相當於撥動弦。
管道中也可能存在泛音。這就是樂器的工作原理：風樂器上的一個開口會產生一個波腹，改變聲音的頻率，從而改變音調。
1. 3 米長的風琴管中的空氣以基頻共振。風琴管在兩端實際上都是開口的。聲音的波長是多少？
2. 一根弦以第二泛音頻率振動。它產生的駐波的長度是多少個波長？
3. 用 λ 表示一根一端封閉的管子的長度，其中 λ 是基頻時一個波的長度。