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弦振动实验报告.docx

文档介绍

文档介绍:实验13弦振动的钻研
任何一个物体在某个特定值附近作往复改变, ,波
,实际上是两个振幅相同的相干波在同一直线上沿相反 方向传播的叠加,在一定条件下可形成驻波. 本实验验实验13弦振动的钻研
任何一个物体在某个特定值附近作往复改变, ,波
,实际上是两个振幅相同的相干波在同一直线上沿相反 方向传播的叠加,在一定条件下可形成驻波. 本实验验证了弦线上横波的传播规律: 横波的
波长与弦线中的张力的平方根成正比,而与其线密度(单位长度的水平)的平方根成反比.
实验目的
打量弦振动所形成的驻波.
钻研弦振动的驻波波长与张力的关系.
掌握用驻波法测定音叉频率的方法.
实验仪器
电动音叉、滑轮、弦线、石去码、钢卷尺等.
图3 - 13- 1驻波实验装置
实验原理
两列波的振幅、振动方向和频率都相同,且有怛定的位相差,
当它们在媒质内沿一条直线相向传播时, 将产生一种特别的干预现象
——-13-, 弦线的另一端通过滑轮系一秋码拉紧弦线. 当接通电源,调节螺钉使
音叉起振时,音叉带动弦线 A端振动,由A端振动引起的波沿弦线向 右传播, C点被反射并沿弦线向左传播,称为了
,一列持续的入射波与其反射波在同一弦线上沿相反方 向传播, C点移动到适当位置时,弦线上就形成驻 ,弦线上有些点始终不动,称为了驻波的波节;而有些点振动 最强,称为了驻波的波腹.
图3-13-2所示为了驻波形成的波形示意图. 在图中画出了两列波
, 一,, 图 3-13-2 驸
在T=0, T/4 , T/2时刻的波形,细实线表示向右传播的波,虚线表示 向左传播的波,
始终相同的点作为了坐标原点,且在 X=0^b,振动点向上到达最大位移时开始计时,那么它们的
波动方程分别为了:
(3-13-2 )
式中 为了波的振幅, 为了频率,入为了波长, 为了弦线上质点的坐标位置.
两波叠加后的合成波为了驻波,其方程为了:
(3-13-3 )
由上式可知,入射波与反射波合成后, 弦线上各点都在以同一频率作简谐振动, 它们的
振幅为了 ,即驻波的振幅与时间无关,而与质点的位置有关.
当 时,有: (K=0、1、2...)
即 (3-13-4 )
在这些点处振幅为了零,是驻波波节的位置.
当 时,有 (K=0 , 1 , 2,...)
即 (3-13-5 )
在这些点处振幅最大,是驻波波腹的位置.
由以上讨论可知,波节处的振动点振动的振幅为了零,始终处于静止;波腹处振动点的振 幅最大;其他各点处振动点的振幅在零与最大之间. 两个相邻波节或两相邻波腹之间的距离
为了入/2,,只要测 得相邻两波节或波腹间的距离, A和点C
是用劈尖支住的,故这两点一定是波节.
假定入射波的波长为了 入,那么根据入射波和反射波的波动方程及波的叠加原理,可以
推知两相邻

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