奇妙的孔脱管

振动频率相同、振动方向一致的两列波（相干波）、在空中相遇时，将会出现这样一幅图象：有些地方振动加强，有些地方振动减弱，这就是波的干涉，波的干涉现象中，还有一种更为奇妙的干涉现象：若两列相干波（频相同，振动方向相同）振幅也相同而传播方向相反，当它们在相遇时将产生一种称为驻波的干涉现象。正如细小的铁屑可以显示磁力线一样，用细小的软木屑也可以看到驻波，这得借助于孔脱管。所谓孔脱管，就是如下图中一根一端封闭的小玻璃管，将玻璃管平行放置，在管内底壁上均匀撒上一层轻细的软木屑。用一个中心插有一根铜棒的软木塞把玻璃管开端密封起来，这就构成了孔脱管。取一片松香鞣皮，均匀地来回摩擦铜棒，这时铜棒就会发出“啾”、“啾”的尖锐叫声。不一会儿你就会看到，原来均匀撒在管底部的软木屑，有的地方增厚，有的地方变薄，变成了类似于正弦波正半周的周期性隆起！
     原来，当你用鞣皮摩擦铜棒时，声音即通过铜棒传到玻璃管内，引起管内空气振动，形成一列向前传播的声波；当声波传到玻璃管的底端时，声波被底端反射，形成了与原来方向相反，但振幅相同的相干波。这两列相干波在管内相遇，即形成驻波使得木屑也按驻波方式堆集，这就是你看到的现象。驻波中振动最弱的部分称为波节，最强的部分称为波腹，相邻波节或波腹间的距离称为驻波的半波长。从力学知道，孔脱管产生驻波的波长除与孔脱管长度L有关外，还与摩擦的频率有关，可用下式表示： n是正整数，λ是驻波的波长，这就是驻波形成条件。