Question

机械波在弹性介质中传播，在平衡位置时，为什么动能和势能都最大

Answer 1

波的动能，势能是同相位的，同时最大，同时最小，平衡位置时，动能最大，所以势能最大。

一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中它的机械能逐渐减小。

波的能量变化和振动不一样，在波传播过程中，媒质质元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大。媒质质元在位移最大处时，三者均为零。所以波的每个体积元都是不断从前一个质点吸收能量，然后传给下一个质点。

扩展资料：

动能是标量，无方向，只有大小。且不能小于零。与功一致，可直接相加减。

动能是相对量，式中的v与参照系的选取有关，不同的参照系中，v不同，物体的动能也不同。

质点以运动方式所储存的能量。但在速度接近光速时有重大误差。狭义相对论则将动能视为质点运动时增加的质量能，修正后的动能公式适用于任何低于光速的质点。

参考资料来源：百度百科-动能

Answer 2

孤立的谐振子势能最大时动能为零，势能为零时动能最大。
传播媒质中的体积元则不同，势能最大时动能也最大，势能为零时动能也为零，总机械能不守恒，在零和最大值之间周期性变化，不断将来自波源的能量沿波的传播方向传出去

Answer 3

定性地说，在平衡位置时：
振动速度最大，对应动能最大；介质形变最大，对应势能最大。
定量推出的表达式，也是这个结果。

Answer 4

频率是时间的倒数。根据公式v=c/n，波速和折射率成反比关系。至于波速为何只和折射率有关，这涉及麦克斯韦方程组的解，请参看物理光学。和机械波的区别在于光波频率极高，大约在几百兆赫兹以上，而机械波只有几赫兹甚至更低。