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当叠加n个具有相同振幅和不同频率的信号时,合成信号的频谱由n条具有相同长度的谱线组成,并位于n个频率点。我们可以看到光谱是不连续的。2波形叠加特性:叠加后的波形形状与每个信号的频率、初始相位和幅值有关。虽然它不再是正弦信号,但它必须是周期信号,并且周期与最低频率分量的信号周期相同。
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答案是否定的。为了简单起见,以一维机械剪切波为例。假设有一个波源,它在垂直于维度的方向上振动,并发出振幅为a的无阻尼正弦波。由于能量守恒,波源的功率=能量通量密度X波速。
如果将具有相同相位、频率和波长的波叠加在该波上,则会增强所有波的相干性,振幅将加倍,能量将等于单个波的四倍,而不是两倍。这是因为当加入第二波时,两个波源的功率会发生变化,分别受到另一波的影响,波源振动的弹性阻力会增大,所以功率不等于原来的功率。
相位不同但频率相同的正弦波,叠加后会不会产生其他频率的波形呢?没有其他频率波,这可以通过简单的数学证明。
首先证明了:sin[\[Omega]t\[curlyphi]1]sin[\[Omega]t\[curlyphi]2
]可以化简为:2cos(PHI)3)*sin(PHI1/2PHI2/2tOmega)
在上述公式中,前cos部分是一个常数,后sin部分仍然是一个具有Omega频率的正弦波。所以频率不变。
上面的证明似乎太抽象了。让我们考虑一个更生动的方法。Cos(x)可以看作是一个x角的向量在水平轴上的投影:
在T增大的过程中,即随着时间的变化,第一个箭头以ω的角速度绕原点逆时针旋转;同时,如果我们想再加一个正弦函数,我们可以按照第一个向量画一幅画,再加上另一个向量。这个矢量也以一定的速度旋转。很容易理解,如果两者的角速度相同,它们之间的夹角就不会改变。看起来它们是“连接和集成的”。
此时,最终的总投影是叠加的正弦波,其角速度正好是原来两个波的角速度,没有变化。
这个结果也是非常合理的。如果频率改变,相当于两个相同声音的组合,频率/音调也会改变。这将导致人们在不同的距离听到不同的音调。这显然与事实相反。另一个是轻。如果合成过程中频率发生变化,光的颜色也会不稳定。它会因光照强度的不同而变色,这与我们的日常观察也不同。
正弦波和非正弦波区别?正弦波是信号中最单一的频率成分,因为此信号的波形是数学正弦曲线。任何复杂的信号,如音乐信号,都可以看作是由许多不同频率和大小的正弦波组成的。
非正弦波是指不符合正弦函数曲线的波。
由函数y=asin(ax,b)(a,a,b可以是任意实数)绘制的图形称为正弦曲线。符合此曲线的波形称为正弦波,不符合正弦函数曲线的波形称为非正弦波。