文档介绍：弦驻波演示实验报告实验题目:横波在弦线上的传播规律一、实验目的 ,用实验验证在频率一定时,驻波波长与张力的关系;,验证驻波波长与振动频率的关系;;二、实验仪器可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可调滑轮、砝码盘、米尺、弦线、砝码、电子秤等三、实验原理在一根拉紧的弦线上,沿弦线传播的横波满足运动方程: ?2yT?2y ?22 ?t??x 2 ?2y2?y将该式与典型的波动方程2?v2比较,可得波的传播速度:v?,其中T为张?t? x力,?,则横波的波长: ?? 两边取对数,得 log?? 11 logT?log??logf22 若固定频率f和线密度?,改变张力T,并测出各相应波长?,作log??logT,若得一直线,计算其斜率值,,则证明??T 1/2 的关系成立。同理,固定线密度?和张力T,改变振动频率f,测出相应波长?,作log??logf,如得一斜率为-1的直线就验证了??f ?1 。弦线上的波长可利用驻波原理测量。当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时,其所叠加而成的波称为驻波。弦线上出现的静止点,称为波节,相邻两波节的距离为半个波长。若观察到在长为L的弦上有n个驻波,则波长?=2L/n。四、实验内容与步骤 ,横波波长与弦线上张力的关系选定一个波源振动频率并记录,改变砝码盘上所挂砝码的个数以改变张力。每改变一次张力,均要移动可动滑轮的位置,使弦线上出现稳定且幅度比较大的驻波。记录频率值,两支架间的距离L,L上所形成的半波数的个数n,以及砝码与砝码盘的总质量。计算出波长,张力,作log?-logT图,计算其斜率,并于理论值比较。 ,横波波长与波源频率的关系给砝码盘挂上一定数量砝码并记录,以保持张力一定。改变频率(5次),使得弦线上能够调出稳定且幅度较大的驻波。每次改变频率要保证足够的间隔。记录两支架间的距离L,L上所形成的半波数的个数n,以及相应的频率。计算出波长,作log?-logf图,计算其斜率,并于理论值比较。五、数据记录 ,,改变频率见原始数据表二六、数据处理 log?-logT图斜率和理论值的相对误差为: log?-logf图 logT-logf的斜率为: 斜率与理论值的差异百分比为: 七、思考与讨论 ?时为何要测几个半波长的总长。 ?-logT直线图上的数据点分布比较均匀,砝码盘中的砝码质量应如何改变? ,应如何选择? 实验一弦线上的驻波实验在自然现象中,振动现象广泛地存在着,振动在媒质中传播就形成波,波的传播有两种形式:纵波和横波。驻波是一种波的干涉,比如乐器中的管、弦、膜、板的共振干涉都是驻波振动。一、实验目的 ; ,验证横波的波长与弦线中张力的关系; ,验证横波的波长与波源振动频率的关系。二、实验原理在一根拉紧的弦线上,其中张力为T,线密度为?,则沿弦线传播的横波应满足下述运动方程:?2yT?2y??t2??x2(1) 式中x为波在传播方向的位置坐标,为振动位移。将式与典型的波动方程: 相比较,即可得到波的传播速度: V2?2y2?y?V?t2?x2 若波源的振动频率为f,横波波长为?,由于V?f?,故波长与张力及线密度之间的关系为: ??(2) 为了用实验证明公式成立,将该式两边取对数,得 11log??logT?log??logf22 若固定频率f及线密度?,而改变张力T,并测出各相应波长?,作log??logT图,若得一直线,计算其斜率值,则证明了??T的关系成立。同理,固定线密度?及张力T,改变振动频率f,测出各相应波长?,作log??logf图,如得一斜率为-1的直线就验证了??f?1的关系。12 三、实验仪器可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可调滑轮、砝码盘、米尺、弦线、砝码、分析天平等。图1仪器结构图 1、机械振动源;2、振动簧片;3、弦线;4、可动刀口支架;5、可动滑轮支架; 6、标尺;7、固定滑轮;8、砝码与砝码盘;9、变压器。 ,金属弦线的一端系在能作水平方向振动的可调频率数显机械振动源的振簧片上,频率变化范围从0~200Hz连续可调,频率最小变化量为,弦线一端通过滑轮悬挂一砝码盘;在振动装置的附近有可动刀口,在实验装置上还有一个可沿弦线方向左右移动并撑住弦线的动滑轮。这两个滑轮固定在实验平台