20##—20##学年度上学期物理实验教学示范中心
研究报告
说明:
1、研究现状:综述其他人对该实验项目的研究情况,取得了哪些成果。
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1.频率f一定,侧弦线的线密度p和线上横波传播素的v
弦线a线密度的测定: f=240HZ
由图像得斜率,即线密度为 2.48* kg/m
2.张力T一定,测量弦线的线密度和弦线上横波的传播速度v
求得线密度为5.4238* kg/m
3.测量弦线张力T
求得弦线张力为1.7N
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固定均匀弦振动的研究
XY弦音计是研究固定金属弦振动的实验仪器,带有驱动和接收线圈装置,提供数种不同的弦,改变弦的张力,长度和粗细,调整驱动频率,使弦发生振动,用示波器显示驱动波形及传感器接收的波形,观察拨动的弦在节点处的效应,进行定量实验以验证弦上波的振动。它是传统的电子音叉的升级换代产品。它的优点是无燥声污染,通过函数信号发生器可以方便的调节频率,而这两点正好是电子音叉所不及的。
[实验目的]
1. 了解均匀弦振动的传播规律。
2. 观察行波与反射波互相干涉形成的驻波。
3. 测量弦上横波的传播速度。
4. 通过驻波测量,求出弦的线密度。
[实验仪器]
XY型弦音计、函数信号发生器、示波器、驱动线圈和接收线圈等。
[实验原理]
设有一均匀金属弦线,一端由弦码A支撑,另一端由弦码B支撑。对均匀弦线扰动,引起弦线上质点的振动,假设波动是由A端朝B端方向传播,称为行波,再由B端反射沿弦线朝A端传播,称为反射波。行波与反射波在同一条弦线上沿相反方向传播时将互相干涉,移动弦码B到适当位置。弦线上的波就形成驻波。这时,弦线就被分成几段,且每段波两端的点始终静止不动,而中间的点振幅最大。这些始终静止的点称为波节,振幅最大的点称为波腹。驻波的形成如图4-8-1所示。
设图4-8-1中的两列波是沿x轴相反方向传播的振幅相等、频率相同的简谐波。向右传播的用细实线表示,向左传播的用细虚线表示,它们的合成驻波用粗实线表示。由图4-8-1可见,两个波腹间的距离都是等于半个波长,这可以从波动方程推导出来。
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实 验 报 告
班级 姓名 学号
日期 室温 气压 成绩 教师 实验名称 弦 振 动 研 究
【实验目的】
1. 了解波在弦上的传播及驻波形成的条件
2. 测量不同弦长和不同张力情况下的共振频率
3. 测量弦线的线密度
4. 测量弦振动时波的传播速度
【实验仪器】
弦振动研究试验仪及弦振动实验信号源各一台、双综示波器一台
【实验原理】
驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波,在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。
当入射波沿着拉紧的弦传播,波动方程为
y?Acos2??ft??
?? 当波到达端点时会反射回来,波动方程为 y?Acos2??ft?x
式中,A为波的振幅;f为频率;?为波长;x为弦线上质点的坐标位置,两拨叠加后的波方程为
y?y1?y2?2Acos2?x
?cos2?ft x这就是驻波的波函数,称为驻波方程。式中,2Acos2??是各点的振幅 ,它只与x有关,
即各点的振幅随着其与原点的距离x的不同而异。上式表明,当形成驻波时,弦线上的各点作振幅为2Acos2?x
?、频率皆为f的简谐振动。 令2Acos2?x
??0,可得波节的位置坐标为
x???2k?1?
令2Acos2??4 k?0,1,2? x
??1,可得波腹的位置坐标为
x??k?
2 k?0,1,2?
相邻两波腹的距离为半个波长,由此可见,只要从实验中测得波节或波腹间的距离,就可以确定波长。
在本试验中,由于弦的两端是固定的,故两端点为波节,所以,只有当均匀弦线的两个固定端之间的距离(弦长)L等于半波长的整数倍时,才能形成驻波。
n?2L 或 ?? n?0,1,2? 2n
式中,L为弦长;?为驻波波长;n为半波数(波腹数)。 既有 L?
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实验报告 弦振动的测量
物理科学与技术学院 13级弘毅班 吴雨桥 2013301020142
【实验目的】
1. 了解波在弦上的传播及驻波形成的条件
2. 测量不同弦长和不同张力情况下的共振频率
3. 测量弦线的线密度
4. 测量弦振动时波的传播速度
【实验仪器】
弦振动研究试验仪及弦振动实验信号源各一台、双综示波器一台
【实验原理】
驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波,在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。
当入射波沿着拉紧的弦传播,波动方程为
当波到达端点时会反射回来,波动方程为
式中,A为波的振幅;f为频率;为波长;x为弦线上质点的坐标位置,两拨叠加后的波方程为
这就是驻波的波函数,称为驻波方程。式中,是各点的振幅 ,它只与x有关,即各点的振幅随着其与原点的距离x的不同而异。上式表明,当形成驻波时,弦线上的各点作振幅为、频率皆为f的简谐振动。
令,可得波节的位置坐标为
令,可得波腹的位置坐标为
相邻两波腹的距离为半个波长,由此可见,只要从实验中测得波节或波腹间的距离,就可以确定波长。
在本试验中,由于弦的两端是固定的,故两端点为波节,所以,只有当均匀弦线的两个固定端之间的距离(弦长)等于半波长的整数倍时,才能形成驻波。
既有 或
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弦振动试验
一、实验目的
1.观察在弦线上形成的驻波
2.用弦驻波法测量张紧弦线上驻波的波长
3.研究弦线上张力与弦线上驻波波长之间的关系;
4.研究均匀弦线横波的传播速度与张力、弦线密度之间的关系
二、数据处理
1.在张力一定的条件下(加9个砝码),求波的传播速度
2.求横波的波长与弦线中的张力的关系
由以上可知,波长的对数和张力的对数成线性关,且相关的线性方程是:Y=0.0035X+1034543.
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华南理工大学实验报告
课程名称: 大学物理实验
理学院 系 数学 专业 创新 班 姓名任惠霞
实验名称 弦振动 实验日期 2011.9. 6 指导老师
(报告内容:目的、仪器装置、简单原理、数据记录及结果分析等)
一.实验目的
1.观察弦上形成的驻波
2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形
3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系
二.实验仪器
XY弦音计、双踪示波器、水平尺
三 实验原理
当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动,这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置,但是弦上每一小段由于都具有惯性,所以到达平衡位置时并不立即停止运动,而是继续向相反方向运动,然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动,这样循环下去,此小段便作横向振动,这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。
理论和实验证明,波在弦上传播的速度可由下式表示:
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实 验 报 告
班级 姓名 学号
日期 室温 气压 成绩 教师
实验名称 弦振动研究
【实验目的】
1. 了解波在弦上的传播及驻波形成的条件
2. 测量不同弦长和不同张力情况下的共振频率
3. 测量弦线的线密度
4. 测量弦振动时波的传播速度
【实验仪器】
弦振动研究试验仪及弦振动实验信号源各一台、双综示波器一台
【实验原理】
驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波,在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。
当入射波沿着拉紧的弦传播,波动方程为
当波到达端点时会反射回来,波动方程为
式中,A为波的振幅;f为频率;为波长;x为弦线上质点的坐标位置,两拨叠加后的波方程为
这就是驻波的波函数,称为驻波方程。式中,是各点的振幅 ,它只与x有关,即各点的振幅随着其与原点的距离x的不同而异。上式表明,当形成驻波时,弦线上的各点作振幅为、频率皆为f的简谐振动。
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