弦線上駐波實驗研究

弦線上駐波實驗研究第1頁/共10頁一、實驗目的弦線上波的傳播規(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。第2頁/共10頁二、實驗儀器介紹②③④①⑤⑥⑦⑧①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；②機械振動源的振簧片；③弦線；④可移動刀口；⑤可移動的支撐弦線的動滑輪；⑥標尺；⑦定滑輪；⑧砝碼盤。

弦振動實驗儀第3頁/共10頁三、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，測出相應波長并作圖，也可證明上述關(guān)系成立。第4頁/共10頁振動端彈簧片②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，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④指示讀數(shù)，測出該點離弦線與動滑輪⑤相切點距離L。

第5頁/共10頁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⑤的位置，使弦線出現(xiàn)振幅較大而穩(wěn)定的駐波。從標尺⑥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)容與步驟第6頁/共10頁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，并測量相應的波長，將所測數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)記錄表。第7頁/共10頁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=

；第8頁/共10頁4．實驗數(shù)據(jù)處理要求1）準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