弦線上駐波實驗研究.ppt

一 實驗?zāi)康?弦線上波的傳播規(guī)律的實驗研究 1 了解弦振動傳播條件及規(guī)律 理解駐波形成及條件 2 觀察弦上駐波波形 熟悉波長的測量方法 3 改變實驗條件 分析波長與相關(guān)因素的函數(shù)關(guān)系 二 實驗儀器介紹 頻率0 200HZ連續(xù)可調(diào)的數(shù)字顯示機械振動發(fā)生器具 機械振動源的振簧片 弦線 可移動刀口 可移動的支撐弦線的動滑輪 標(biāo)尺 定滑輪 砝碼盤 弦振動實驗儀 三 實驗原理 機械振動在弦線上傳播時 遇到障礙形成反射波 入射波與反射波相遇 產(chǎn)生波的干涉 如弦線長度滿足一定條件 會產(chǎn)生駐波 根據(jù)駐波理論 相鄰波節(jié)間距離為半波長 對波節(jié)測量 可測量出在弦線上機械波波長 在密度為u張力為T的弦線上 沿弦線傳播的橫波波長與張力及線密度之間的關(guān)系為上式兩邊取對數(shù) 得固定頻率線密度 改變張力 測出相應(yīng)波長并作圖 若是斜率為1 2一直線 則可證明上述關(guān)系成立 同理 固定線密度及張力 改變頻率 測出相應(yīng)波長并作圖 也可證明上述關(guān)系成立 固定振動頻率及張力 改變線密度 測出相應(yīng)波長并作圖 也可證明上述關(guān)系成立 振動端彈簧片 與弦線固定點為近似波節(jié) 可動滑輪與弦線相切點為波節(jié) 它們的間距為 則其中n為長度內(nèi)半波的波數(shù) 正整數(shù) 利用上式可測量弦線上橫波的波長 因彈簧片與弦線固定點在振動不易測準(zhǔn) 實驗時可將最靠近振動端的波節(jié)作為測量的起點 并用可動刀口 指示讀數(shù) 測出該點離弦線與動滑輪 相切點距離L 1 實驗系統(tǒng)調(diào)節(jié)按儀器介紹將弦線一端系在可作水平方向振動的可調(diào)頻率數(shù)顯機械振動源的振簧片上 另一端跨過動滑輪 掛上砝碼盤 并接通數(shù)顯機械振動源的電源 四 實驗內(nèi)容 1 驗證橫波的波長與弦線中的張力的關(guān)系固定波源振動的頻率 在砝碼盤上逐漸添加砝碼 以改變弦上的張力 每改變一次張力 均要左右移動可動滑輪 的位置 使弦線出現(xiàn)振幅較大而穩(wěn)定的駐波 從標(biāo)尺 測量值及記錄半波數(shù) 將所測數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)記錄表格中 2 實驗內(nèi)容與步驟 2 驗證橫波的波長與波源振動頻率的關(guān)系在砝碼盤上放一定質(zhì)量砝碼 固定弦線受到的張力 改變波源振動的頻率 并測量相應(yīng)的波長 將所測數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)記錄表中 3 驗證橫波的波長與弦線密度的關(guān)系固定弦線所受的張力及振動頻率 取5根不同直徑的弦線 記錄其線密度 并測量相應(yīng)的波長 將所測數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)記錄表 驗證橫波的波長與弦線中的張力的關(guān)系 其它表格詳見教材 砝碼質(zhì)量 45 個 砝碼盤質(zhì)量 40 振動頻率 4 實驗數(shù)據(jù)處理要求1 準(zhǔn)確完整地記錄實驗數(shù)據(jù) 注意物理量的名稱 有效數(shù)字和單位缺一不可 2 由表3 23 1作圖 求其斜率 驗證的關(guān)系 3 由表3 23 2作圖 求其斜率 驗證的關(guān)系 4 由表3 23 3作圖 求其斜率 驗證的