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弦音实验报告计划.docx

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弦音实验报告计划.docx

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弦音实验报告计划.docx

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文档介绍:该【弦音实验报告计划 】是由【春天资料屋】上传分享,文档一共【6】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【弦音实验报告计划 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。2、频次显示,3、钢质弦线,4、张力7、波型选择开关,8、频段选择开关,图1试验装置表示图,1、接线柱插孔,调治旋钮,5、弦线导轮,6、电源开关,9、频次微调旋钮,10、砝码盘实验五弦音实验ZCXS—A型吉他型弦音实验仪是弦振动、声学实验授课仪器。经过调治面板上频次调治旋钮,搬动支撑弦线劈尖的地点,察看到驻波的形成、听到与频次相对应的声音。工作条件1-:220V10%,50Hz5%。1-。1-—40℃。技术指标2-:50--900Hz。2-%。2-。一实验目的认识弦振动的流传规律,察看弦振动形成驻波时的波形,聆听有关频次的声音。测量弦线上横波的流传速度及弦线的线密度和张力间的关系。二实验装置实验装置如图1所示。吉它上有四支钢质弦线,中间两支是用来测定弦线张力,旁边两支用来测定弦线线密度。实123验时,弦线3ZCXS-A型弦音实验仪45与音频信号HZ源接通。这样,通有正弦交变电流的频次调治连续ON细调粗调波形选择断续电源OFF弦线在磁场浙大城市学院科教仪器研究室876中就碰到周9期性的安培力的激励。根据需要,能够调治频次选择开关和频10率微调旋钮,从显示器上读出频次。搬动劈尖的地点,能够改变弦线长度,并可适合搬动磁钢的地点,使弦振动调整到最正确状态。依照实验要求:挂有砝码的弦线可用来间接测定弦线线密度或横波在弦线上的流传速度;利用安装在张力调治旋钮上的弦线,可间接测定弦线的张力。三、实验原理如图1所示,实验时,将弦线3(钢丝)绕过弦线导轮5与砝码盘10连结,并经过接线柱4接通正弦信号源。在磁场中,通有电流的金属弦线会碰到磁场力(称为安培力)的作用,若弦线上接通正弦交变电流时,则它在磁场中所受的与磁场方向和电流方向均为垂直的安培力,也随之发生正弦变化,搬动劈尖改变弦长,当弦长是半波长的整倍数时,弦线上便会形成驻波。搬动磁钢的地点,将弦线振动调整到最正确状态,使弦线形成显然的驻波。此时我们认为磁钢所在处对应的弦为振源,振动向两边流传,在劈尖与吉它骑码两处反射后又沿各自相反的方向流传,最后形成牢固的驻波。察看与张力调治旋钮相连时的弦线3时,可调治张力调治旋钮改变张力,使驻波的长度产生变化。为了研究问题的方便,当弦线上最后形成牢固的驻波时,我们能够认为颠簸是从骑码端发出的,沿弦线朝劈尖端方向流传,称为入射波,再由劈尖端反射沿弦线朝骑码端流传,称为反射波。入射波与反射波在同一条弦线上沿相反方向流传时将相互干预,。这时,弦线上的波被分红几段形成波节和波腹。如图2所示。设图中的两列波是沿X轴相向方向流传的振幅相等、频次相同、振动方向一致的简谐波。向右流传的用细实线表示,向左流传的用细虚线表示,当传至弦线上相应点时,位相差为恒准时,它们就合成驻波用粗实线表示。由图2可见,两个波腹或波节间的距离都是等于半个波长,这可从颠簸方程推导出来。下面用简谐波表达式对驻波进行定量描绘。设沿X轴正方向流传的波为入射波,沿X轴负方向流传的波为反射波,取它们振动相位向来相同的点作坐标原点“O”,且在X=0处,振动质点向上达最大位移时开始计时,则它们的颠簸方程分别为:Y1=Acos2(ft-x/),Y2=Acos2(ft+x/)式中A为简谐波的振幅,f为频次,为波长,X为弦线上质点的坐标地点。两波叠加后的合成波为驻波,其方程为:Y1+Y2=2Acos2(x/)cos2ft①因此可知,入射波与反射波合成后,弦上各点都在以同一频次作简谐振动,它们的振幅为|2Acos2(x)|,只与质点的地点X有关,与时间没关。由于波节处振幅为零,即|cos2(x/)|=0,2x/=(2k+1)/2(k=.······),可得波节的地点为:X=(2K+1)/4②而相邻两波节之间的距离为:XK+1-XK=[2(K+1)+1]/4-(2K+1)(/4)=/2③又由于波腹处的质点振幅为最大,即|cos2(X/)|=1,2X/=K(K=.······)可得波腹的地点为:X=K/2=2k/4这样相邻的波腹间的距离也是半个波长。因此,在驻波实验中,只需测得相邻两波节(或相邻两波腹)间的距离,就能确定该波的波长。在本实验中,由于弦的两头是固定的,④AoXt=0B故两头点为波节,因此,只有当平均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,其数学表达式为:L=n/2(n=.···)由此可得沿弦线流传的横波波长为:XTt=o4XTot=22图2波形表示图=2L/n⑤式中n为弦线上驻波的段数,即半波数。依照颠簸理论,弦线横波的流传速度为:V=(T/ρ)1/2⑥即:TV2,式中T为弦线中张力,ρ为弦线单位长度的质量,即线密度。依照波速、上面频次及波长的宽泛关系式V=f,将⑤式代入可得:V=2Lf/n⑦再由⑥⑦式可得ρ=T(n/2Lf)2(n=.······)⑧即:T=ρ(2Lf/n)2(n=.······),由⑧式可知,当给定T、ρ、L,频次f只有知足该式关系才能在弦线上形成驻波。当金属弦线在周期性的安培力激励下发生共振干预形成驻波时,经过骑码的振动激励共识箱的薄板振动,薄板的振动惹起吉他音箱的声振动,经过释音孔释放,我们能听到相应频次的声音,当用间歇脉冲激励时特别显然。常有的音阶由7个基本的音组成,用唱名表示即:do,re,mi,fa,so,la,si,用7个音以及比它们高一个或几个八度的音、低一个或几个八度的音组成各样组合就成为“曲调”。振动的强弱(能量的大小)表现为声音的大小,不相同物体的振动表现为声音音色的不相同,而振动的频率f则表现声音的高低。f=的音在音乐里用字母c1表示。其相应的音阶表示为:c,d,e,f,g,a,b,在将c音唱成“do”时定为c调。人声及器乐中最富饶表现力的频次范围约为60Hz~1000Hz。c调中7个基本音的频次,以“以下表所示:音名CDdo”音的频次Ef=为基准,其余各音的频次为其倍数,其倍数值ABC频次12倍数四、实验内容:,测量两种弦线的线密度ρ和弦线上横波流传速度(弦线a,a’为同一种规格,b,b’为另一种规格)测弦线a’的线密度:波形选择开关7选择连续波地点,将信号发生器输出插孔1与弦线a’接通。采纳频次f=240Hz,张力T由挂在弦线一端的砝码及砝码钩产生,以100g砝码为起点渐渐增加至180g为止。在各张力的作用下调治弦长L,使弦线上出现n=2,n=3个牢固且显然的驻波段。记录相应的f、n、L的值,由公式Tn2Lf2计算弦线的线密度ρ。弦线上横波流传速度V=2Lf/n22,作T-V拟合直线,由直线的斜率亦可求得弦线的线密度。(T=ρV)测弦线b’的线密度:将信号发生器输出插孔1与弦线b’接通,采纳频次f=200Hz。方法同a’。,测量弦线的线密度ρ和弦线上横波流传速度V在张力T必然的条件下,改变频次f分别为200Hz、220Hz、240Hz、260Hz、280Hz,搬动劈尖,调节弦长L,仍使弦线上出现n=2,n=3个牢固且显然的驻波段。记录相应的f、n、L的值,由公式⑦可间接测量出弦线上横波的流传速度V。,与信号发生器输出插孔1连结,调治频次f=200Hz左右,适合调治张力调治旋钮,同时搬动劈尖改变弦长L,使弦线上出现显然驻波。记录相应的f、n、L的值,可间接测量出这时弦线的张力:T2Lfn2。,波形选择开关7由连续调治至断续地点,聆听其音;尔后在频次较高情况下形成驻波时,波形选择开关7由连续调治至断续地点,聆听其音阶。五、数据记录及办理:砝码钩的质量m=kg重力加快度g=,测弦线的线密度ρ和弦线上横波流传速度V弦线a’线密度的测定:f=240HzT()+++++m驻波段数n2323232323弦线长L(10-2m)线密度Tn2Lf2(kg/m)平均线密度(kg/m)流传速度V=2Lf/n(m/s)平均流传速度V(m/s)V22(m/s)*作T~V2V2T求弦线的线密度。(T=ρV2)拟合直线,由直线的斜率弦线b’线密度的测定:f=200Hz,数据记录表格同a’。,测量弦线的线密度ρ和弦线上横波流传速度VT=(+m)×(HZ)200220240260280驻波段数n2323232323弦线长L(10-2m)横波速度V=2Lf/n(m/S)平均横波速度V=(m/s),2(m/s)2V=线密度T(kg/m)(Hz)驻波段数n弦线长L(10-2m)弦线张力T(N)2Lf2T=n六、使用注意事项1、在线柱4与弦线连结时、应防范与相邻弦线短路。2、改变挂在弦线一端的砝码后,要使砝码牢固后再测量。3、磁钢不能够处于波节下地点。要等波牢固后,再记录数据。七、思虑题拉紧度可否与共振频次有关?可否与共振波的波形有关?改变弦的线密度与共振频次可否有关?