文档介绍：.
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实验五 弦音实验
ZCＸＳ—A型吉他型弦音实验仪是弦振动、声学实验教学仪器。通过调节面板上频率调节旋钮,移动支撑弦线劈尖的位置,观察到驻波的形成、听到与频率相对应的声音。
工作条件
电源电压及频率：220V10%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,其数学表达式为：
L＝nl / 2 < n=1. 2. 3.···>
由此可得沿弦线传播的横波波长为：
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l＝2L / n ⑤
式中n为弦线上驻波的段数,即半波数。根据波动理论,弦线横波的传播速度为：
V＝<T/ρ>1/2 ⑥
即： ,式中T为弦线中张力,ρ为弦线单位长度的质量,即线密度。
根据波速、上面频率及波长的普遍关系式V＝fl,将⑤式代入可得：
V＝2Lf/n ⑦
再由⑥⑦式可得
ρ=T<n/2Lf>2 < n=1. 2. 3.······>⑧
即：T=ρ<2Lf/n> 2 < n=1. 2. 3.······>,由⑧式可知,当给定T、ρ、L,频率f只有满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涉形成驻波时,通过骑码的振动激励共鸣箱的薄板振动,薄板的振动引起吉他音箱的声振动,经过释音孔释放,我们能听到相应频率的声音,当用间歇脉冲激励时尤为明显。
常见的音阶由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构成各种组合就成为"曲调"。
振动的强弱〔能量的大小体现为声音的大小,不同物体的振动体现为声音音色的不同,而振动的频率f则体现声音的高低。f = 。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。人声及器乐中最富有表现力的频率范围约为60Hz~1000Hz。c调中7个基本音的频率,以"do"音的频率f = ,其它各音的频率为其倍数,其倍数值如下表所示：
音名
C
D
E
F
G
A
B
C
频率
倍数
1
2
四、实 验 内 容:
1．频率f一定,测量两种弦线的线密度ρ和弦线上横波传播速度〔弦线a,a’为同一种规格,b,b’为另一种规格
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测弦线a’的线密度：波形选择开关7选择连续波位置,将信号发生器输出插孔1与弦线a’接通。选取频率f = 240Hz,张力T由挂在弦线一端的砝码及砝码钩产生,以100g砝码为起点逐渐增加至180g为止。在各张力的作用下调节弦长L,使弦线上出现n=2,n=3个稳定且明显的驻波段。记录相应的f、n、L的值,由公式计算弦线的线密度ρ。
弦线上横波传播速度 V=2Lf/n,作T-拟合直线,由直线的斜率亦可求得弦线的线密度。<T=ρV2>
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,选取频率f=200Hz。方法同a’。
2．张力Τ一定,测量弦线的线