文档介绍：:..弦线上波的传播规律实验介绍:波动的研究几乎出现在物理学的每一领域中。如果在空间某处发生的扰动,以一定的速度由近及远向四处传播,则这种传播着的扰动称为波。机械扰动在介质内的传播形成机械波,电磁扰动在真空或介质内的传播形成电磁波。不同性质的扰动的传播机制虽然不相同,但由此形成的波却具有共同的规律性。本试验利用弦线上驻波实验仪,通过弦线上驻波的观察与测量,研究弦线上横波的传播规律。各种斥器,包括弦乐器、管乐器和打击乐器等,都是由于产生驻波而发声的。为得到最强的驻波,弦或管内空气柱的长度必须等于半波长的整数倍。实验目的:1、 观察弦振动及驻波的形成;2、 在振动源频率不变时,用实验确定驻波波长与张力的关系;3、 在弦线张力不变时,用实验确定驻波波长与振动频率的关系;4、 定量测定某一恒定波源的振动频率;5、 学习用对数作图法处理数据。:弦线上驻波实验仪(FD-FEW-II型)及其附件,包括:可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可动刀口、可动卡口、米尺、弦线、祛码等;分析天平,卷尺。图1弦线上驻波实验仪示意图1、可调频率数显机械振动源;2、振动簧片;3、金属丝弦线;4、可动刀口支架;5、可动卡口支架;6、标尺;7、固定滑轮;8、减码与硅码盘;9、变压器;10、实验平台;11、实验桌实验原理:1、弦线上横波传播规律在一•根拉紧的弦线上,其中张力为门线密度为“,则沿弦线传播的横波应满足下述运动方程:学二学 (1)dt2pdx2式中x为波在传播方向(与弦线平行)的位置坐标,尹为振动位移。将⑴式与典型的波动方程第『器相比较,即可得到波的传播速度:若波源的振动频率为/,横波波长为2;rti运动学知识知,比较式⑵和式⑶可得:2、/与v关系为:(3)为了用实验证明公式⑷成立,将该式两边取对数,得:igA=|igr-|ig/z-ig/若固定频率/及线密度“不变,而改变张力卩,并测出各相应波长几,作lg2-lgr图,若得一直线,计算其斜率,如为%,则证明了QocT%的关系成立;同理,固定线密度“及张力T不变,改变波源振动频率/,测出各对M波长2,作lg/l-lg/图,如得一斜率为-1的直线,就验证了:2*厂的关系。将公式⑷变形,可得:实验中测岀2、T、“的值,利用公式(6)可以定量计算岀/的值;若计算值和试验值相吻合,也可以定量地证明了式⑷成立。2、驻波原理当两列振幅和频率相同的相干波在同一直线相向传播时,合成的波是一种波形不随时间变化的波,称为驻波。我们可以在一根张紧的弦弦上观察到驻波,如图1示,将弦线一端系在震动簧片上,弦线的另一端系一定质量的祛码,调节可动卡口⑤位置适屮,就会在弦线I:出现波幅、波节明显而稳定的驻波。取x轴沿弦线向右,并将波源取为坐标原点,波源传出的入射波沿x正向传播,入射波在⑤处受阻,产生半波损失并反射回来。入射波可表示为:yx-Acos2龙(讥—). X反射波表示为:y2=cos2^-(v/4-—)A则合成波为:y=y}+y2=(2/cos )cos2;rwA上式中,为驻波的振幅,是X的函数:(1)当27TXcos A171Xcos A2=1=>x=±2k-,k=0,12……,振幅最大,为波幅处;40=0=>x=±(2k+l)—,k=o,12……,