利薩如曲線(Lissajous curve)是兩個互相垂直的正弦振動所造成的軌跡。一兩個方向的振動頻率不同,及初始相位角的差別,可以造出各種樣式的曲線。圖中是以頻率5:6,無相位角差所繪製。
利薩如曲線(引自維基百科) |
如何判斷兩個方向振動的頻率比?這其實很簡單,只要畫一條水平線,穿過一個利薩如曲線的圖形〈但不能穿過曲線自己兩兩之間的交點〉,算出水平線與圖形的交點數,再做一條鉛錘線,也照這樣做,算出交點。水平線焦點與鉛錘線焦點的比,就是垂直振動頻率與水平振動頻率的比。
那這個圖形有沒有什麼「實例」呢?當然是有的,可以用一個實驗來讓我們看到:在一個奶粉鐵罐的底面,黏上一小塊鏡子,拿一支雷射筆瞄準鏡子,讓光反射到紙上。對著奶粉罐的開口講話或用樂器發聲,就會造成罐子底面鏡子的振動,進一步讓光產生擾動,照到紙上形成的軌跡就是「利薩如曲線」。
因為這是由兩個方向的正弦振動所造成,而正弦振動其實就是簡諧運動,所以利薩如曲線可以說是二維的簡諧運動的結果。
繪製:請見我用Geogebra繪製利薩如曲線的影片
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