物理實驗實驗報告

該圖實際上就是一個質(zhì)點做簡諧振動時的振動曲線，通過該圖不僅可以方便的看出簡諧運動的變化規(guī)律，還可以求出簡諧振動的特征物理量——振幅，角頻率和初相位，從而可以求解出簡諧運動的運動學方程，實現(xiàn)對簡諧運動的定性描述。在現(xiàn)實生活中存在著各種各樣的振動，廣義的說，任何物理量隨時間的周期性變化都可以叫振動。而任何復雜的振動又都可以看成多個不同頻率的簡諧運動的合成，因而討論簡諧運動也就是討論所有振動的基礎(chǔ)。并且自然界中一切波動都是某種振動的傳播過程，簡諧運動的重要性由此可見一斑。而上述圖像又是研究簡諧運動的一種便捷方式，通過上圖可以對簡諧運動進行綜合分析，故上圖的應(yīng)用主要表現(xiàn)與研究振動和波動上。比如海浪的起伏、心臟的跳動、活塞的往復運動、以及樹葉在空氣中的晃動、電流電壓的振動，等等。2.圖1為兩個振幅相同其頻率又相差不大的振動的合成，圖像反映出合成后的振動不再是一個簡諧振動。但在合振動振幅項的變化比其相部分的變化緩慢得多時，合振動可以看作準簡諧振動這點如圖1所示。此時合振動的振幅時而加強時而減弱，這種現(xiàn)象叫做拍。圖2反映出拍頻及拍的振幅的最大值為合成簡諧運動頻率的兩倍。圖1圖2拍現(xiàn)象在聲振動、電磁振蕩和波動中經(jīng)常遇到。在現(xiàn)實生活中也有許多應(yīng)用，例如：可以利用標準音叉來校準鋼琴的音頻;雙簧管利用兩個簧片振動的微小差別產(chǎn)生拍音以及超外差式收音機和雷達的應(yīng)用等等。3.圖示為相互垂直的簡諧運動的合成，一般情況下該合振動軌跡為一橢圓。如圖1所示，當Δφ=1.5π時，合振動軌跡是圓。當兩個分振動頻率不同，但是具有簡單的倍數(shù)關(guān)系時，合振動的軌跡將形成封閉穩(wěn)定的曲線，這樣的曲線被稱為李薩茹圖形。如圖2圖3所示。圖形的形狀往往隨著Δφ的變化而變化，這點從圖2圖3中就可以看出來。而且一般情況下橢圓還要分逆時針和順時針方向。圖2圖1圖2圖1圖3李莎茹圖形的應(yīng)用主要有在知道一個振動的頻率的情況下可以通過測量這兩個振動的李莎茹圖形測量另一個振動的頻率。4.圖示為頻譜分析的應(yīng)用，下圖為對以4為周期，以2為最大值的方波的頻譜分析。從圖中可以看到當k較大時可以通過簡諧運動的疊加對方波進行很好地近似。圖1圖2頻譜分析在現(xiàn)實中也得到了很多應(yīng)用，比如利用該技術(shù)制出了頻譜分析儀。而頻譜分析儀是透過頻域?qū)π盘栠M行分析、研究，并同時應(yīng)用于更多不同領(lǐng)域，例如無線訊號收發(fā)器、信號干擾的檢測、頻譜監(jiān)測、以及元件特性分析等，是從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗的常用工具，特別針對無線通訊信號的測量更是必要工具，其應(yīng)用十分廣泛，因此也有工程師將之稱為射頻量測的萬用電表。其主要功能包括：頻率設(shè)置、基準電平設(shè)置、跟蹤發(fā)生器設(shè)置、跟蹤控制設(shè)置、利用標記功能測量回波損耗，以及頻寬、掃描時間及觸發(fā)控制設(shè)置等功能。此外頻譜分析還在EMI診斷、語音頻譜分析、超聲波頻譜分析等方面得到了廣泛應(yīng)用。5.下面兩圖是對受迫振動的分析，圖1為在周期性策動力：f=m*h*cos(w*t)作用下的受迫振動的真實情況。圖2為真實振動與穩(wěn)定振動的比較，從圖2中可以看出在一段時間以后振圖1