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弦驻波实验
一、实验目的
1、观测在弦线上形成的驻波，并用实验确定弦振动时，驻波波长与张力的关系，驻波
波长与振动频率的关系，以及驻波波长与弦线密度的关系。
2、掌握驻波原理测量横波波长的方法。
二、实验内容
1、观察在弦上形成的驻波，并用实验确定弦线振动时驻波波长与张力的关系；
2、在弦线张力不变时，用实验确定弦线振动时驻波波长与振动频率的关系；
3、学****对数作图或最小二乘法进行数据处理。
三、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：
2 y
T 2 y
(1)
t 2
x 2
式中 x 为波在传播方向（与弦线平行）的位置坐标，
y 为振动位移。将
(1) 式与典型的波动
方程
2 y
V 2
2 y
t 2
x 2
相比较，即可得到波的传播速度 : V

T
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：
1 T
(2)
f
为了用实验证明公式 (2) 成立，将该式两边取对数，得：
log 1 log T 1 log log f
2 2
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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 -log T 图，
1 ），则证明了
1
若得一直线，计算其斜率值（如为
∝ T 2 的关系成立。同理，固定线密度
2
μ 及张力 T ，改变振动频率 f
，测出各相应波长
，作 log
- log f 图，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，
一维驻波是波干涉中的一种特殊情形。
在弦线上出现
许多静止点，称为驻波的波节。相邻两波节间的距离为半个波长。见图
2。
2
图 2
四、实验仪器
图 3 仪器结构图
1、机械振动器； 2、振动簧片； 3、弦线； 4、可动刀口支架； 5、标尺
6、固定滑轮； 7、砝码； 8、实验平台
实验装置如图 3 所示，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； 在振动装置 ( 振动簧片中间的小孔 ) 弦线一端通过定滑轮悬挂砝码； ，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可动刀口支架。 可动刀口支架和滑轮固定
在实验平台上， 其产生的摩擦力很小，可以忽略不计。若弦线下端所悬挂的砝码（包含砝码