弦振動駐波實驗_第1頁
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弦振動駐波實驗第1頁/共14頁弦振動研究第2頁/共14頁實驗原理駐波可以由兩列振動方向相同，頻率相同，振幅相等，傳播方向相反的簡諧波疊加和干涉產生。第3頁/共14頁實驗原理正向傳播的波為：反向傳播的波為：(1)(2)式中x為質點位置坐標；t為時間；A為振幅；f為頻率；=2f稱為圓頻率；為波長；k=2/稱為波矢；=f為波的傳播速度。(3)駐波方程兩列波疊加的結果，任一點x的合成振動為：第4頁/共14頁實驗原理令可得波節(jié)的位置坐標為：令可得波腹的位置坐標為：

因此，在駐波實驗中，只要測得相鄰兩波節(jié)或相鄰兩波腹的距離，就可以確定波長。相鄰兩波節(jié)（或波腹）的距離為第5頁/共14頁實驗原理

由于弦的兩端分別由劈尖A、B支撐，故兩端點（劈尖）必為波節(jié)，又由于相鄰兩波節(jié)的距離為/2，所以當弦上出現(xiàn)穩(wěn)定駐波時，A、B兩點的距離l必為/2的整數(shù)倍。

根據波動理論，可證明弦中橫波的傳播速度為：

式中T為弦線中的張力，μ為弦線的線密度，即單位長度的質量。

稱為駐波條件。式中n為半波數(shù)，即A、B兩點間出現(xiàn)的/2的數(shù)目。振動頻率為f時，波速為=f

第6頁/共14頁實驗原理以=f代入滿足上式時，弦上才能出現(xiàn)穩(wěn)定駐波。上式表明：為了調出穩(wěn)定的駐波可以有3種方法，即把f、m、l三個量中的任兩個固定，調節(jié)第三個。常用的方法是在張力不變的情況下，固定頻率調A、B間距離；或固定A、B兩點間距離調頻率。第7頁/共14頁實驗儀器FB301型弦振動研究實驗儀，F(xiàn)B302型信號源，

雙蹤示波器第8頁/共14頁實驗儀器砝碼懸掛在不同位置所對應的張力第9頁/共14頁實驗內容1.測定弦線的線密度（1）理論值：（2）測共振頻率算得

利用

和

計算

和第10頁/共14頁實驗內容2.測定弦線上橫波的傳播速度

（2）在同一張力條件下，測出共振頻率及波長，測量弦線中的橫波波速vf

（1）測得張力及所測線密度，測定弦線中的橫波波速vf

第11頁/共14頁數(shù)據表

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