文档介绍：液体驻波演示实验报告圆形驻波演示实验报告实验名称: 圆形驻波演示实验实验目的: 观察竖直放置的钢丝圆环因驻波引起的振动状态。实验原理: 驻波是由于两列振动方向相同,传播方向相反的同频率的行波叠加而产生的想象。两列波叠加使物体产生新的振动状态,即波的传播运动消失,质点只在固定位置做同频同相位振动。两列波叠加向抵消的位置称为波节,波节两侧振动方向相反,相位相差?。振动最剧烈的位置称为波腹。相邻的波腹或波节间的距离相等为?。2 实验器材: 环形驻波演示仪,电源实验步骤: 1、检查钢丝圆环,使环面处于竖直平面内面向操作者,确定钢丝圆环与振源牢固连接。 2、将演示仪接入电源,将振动频率和输出电压调至最小,打开电源。 3、等待圆环的振动达到稳定状态,观察圆环的振动情况。 4、缓慢调节振动频率,观察圆环中出项的波节与波腹的位置与个数。 5、关闭电源,将振动频率和电压调至最小。整理实验器材。实验现象: 接通电源后,振源振动带动圆环振动。圆环并不以波的形式振动,而是出现固定的静止点以及振幅最大点分别称为波节和波腹,这些波节和波腹之间的距离是相等的。波节两侧的振动频率相同相位相同,方向相反。波节之间的质点同时达到最高点或最低点,且振幅称三角函数式分布。缓慢调节振源频率,波节个数与位置改变。改变电源电压,圆环振动幅度随之改变。想象分析: 圆环下侧的振源振动,在圆环上产生两列分别向逆时针与顺时针方向振动的波。两个波除传播方向相反外其他属性相同。两列波叠加,如果圆环长度刚好满足 l?n?,则会产生稳定的驻波想象。改变振动频率,波长改变且恰好再次满足l?n?时则会产生新的驻波。改变电源频率则改变振源的振幅,驻波的振幅同样会改变。注意事项: 1、振动频率与输出电压不可过大,否则会导致圆环振段伤人。 2、产生稳定的驻波需要时间,调节频率时要缓慢。驻波的应用: 驻波广泛应用于乐器之中,无论是管乐还是弦乐都运用了驻波的原理。管乐通过在乐器内部产生声驻波发声,弦乐通过琴弦产生驻波发声,他们均通过共振产生动听的声音。驻波在通讯中有着广泛的应用,驻波代表了天线发出的信号携带的能量,驻波的测量是确保通讯效果中重要的一项。实验名称:弦上驻波实验目的要求观察在两端被固定的弦线上形成的驻波现象。了解弦线达到共振和形成稳定驻波的条件。测定弦线上横波的传播速度。用实验的方法确定弦线作受迫振动时的共振频率与驻波波长,张力和弦线线密度之间的关系。对中的实验结果用对数坐标纸作图,用最小二乘法作线性拟合和处理数据,并给出结论。仪器用具弦音计装置一套。实验原理: ,在维持弦线张力不变的情况下,横波的传播速度v与张力FT及弦线的线密度ρl之间的关系为: FT v=l ,频率相同,有固定相位差,传播方向相反的间谐波 u1(x,t)=Acos(kx?ωt?φ)和u2(x,t)=Acos(kx+ωt)。其中k为波数,φ为u1与u2之间的相位差叠加,其合成运动为: 由上可知,时间和空间部分是分离的,某个x点振幅不随时间改变: 振幅最大的点称为波腹,振幅为零的点,为波节,上述运动状态为驻波。驻波中振动的相位取决于cos(kx?φ/2)因子的正负,它每经过波节变号一次。所以,相邻波长之间各点具有相同的相位,波节两侧的振动相位相反,即相差相位π。对两端固定的弦(长为L),任何时刻都有: 由上式知,φ=π,意味着入射波u1和反射波u2在固定端的相位差为π,即有半波损。φ确定后,则有kL=nπ(n=1,2,3,4)或λ=2n驻波的频率为: L 式中f1为基频,fn为n次谐波。 :对于两端固定的弦线上的每一列波在到达弦的另一端时都被反射,通常多列反射波不总是同相位,并且叠加后幅度小。然而在某些确定的振动频率下时,所有的反射波具有相同的相位时,就会产生很大的振幅,这些频率称为共振频率。通常波长满足下列条件: 实验装置 ,固定吉他弦的支架和基座,琴码,砝码支架,驱动线圈和探测线圈以及砝码组成。 : 低功率信号发生器,型号DF1027B,输出信号的频率从10Hz到1mHz。 : 型号为SS7802A,双通道显示。实验内容 ,了解各部分功能,并进行实验前的调节。 ,将探测线圈连接到示波器的另一通道。测量弦的长度和质量,求得线密度μ。选择T=3mg(m=1kg),L=,算得不同n值时的频率f 理,然后实验测得相应的f测,并求出相应的波速,和理论值比较。选择不同的L值,算出不同L值时的频率f然后实验测得相应的f测。理, 数据与表格: 弦线的密度 d0= d= L= M= μ=×10-3Kg/m