实验弦线上的驻波实验指导书.doc

实验弦线上的驻波实验指导书.doc实验目的：
1、观察弦振动及驻波的形成；
3、在振动源频率不变时，用实验确定驻波波长与张力的关系；
4、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****对数作图法。
实验仪器：
弦线上驻波实验仪( FD-FEW-II 型)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、砝码等；分析天平，米尺。
实验原理：
一些相隔半波长的点， 振动减弱最大，振幅为零，称为波节。 称为波腹。其它各点的振幅各不相同， 这种波叫做驻波。
如果有两列波满足：振幅相等、振动方向相同、频率相同、有固定相位差的条件，当它们相 向传播时，两列波便产生干涉。
但振动步调却完全
驻波相邻波节间的距离等于波长 入的一
两相邻波节的中间一点振幅最大， 一致，所以波动就显得没有传播， 半。
簧片振动时带动弦线由左向右振动， 形
便会反射回来，当弦线两固定端间距为
如果把弦线一端固定在振动簧片上， 并将弦线张紧， 成沿弦线传播的横波。 若此波前进过程中遇到阻碍，
半波长整数倍时，反射波与前进波便形成稳定的驻波。波长 入频率f和波速V满足关系:
V = f入 ⑴
V与弦线张力T及弦的线密度 □有如下关
(2)
(3)
又因在张紧的弦线上，波的传播速度 系: 比较(1)、(2)式得: 为了用实验证明公式 (3)成立，将该式两边取自然对数，得:
(4)
若固定频率f及线密度□，而改变张力T,并测出各相应波长 入，作InT -ln入图，若直线的 斜率值近似为，则证明了 的关系成立。同理，固定线密度 □及张力T,改变振动频率f, 测出各相应波长 入，作In f -In入图，如得一斜率为 的直线就验证了 。
将公式 (3)变形，可得: (5)
实验中测出 入T、卩的值，利用公式(5)可以定量计算出f的值。
实验时，测得多个(n个)半波长的距离I，可求得波长 入为： (6)
为砝码盘和盘上所挂砝码的总重量；用米尺测出弦线的长度 L,用分析天平测其质量，求出
弦的线密度(单位长度的质量)： (7)
实验内容：
1、验证横波的波长 入与弦线中的张力 T的关系(f不变) 固定波源振动的频率， 在砝码盘上添加不同质量的砝码， 以改变同一弦上的张力。 每改变一 次张力(即增加一次砝码)，均要左右移动可动卡口支架⑤ 的位置，使弦线出现振幅较大而
稳定的驻波。将可动刀口支架④移到某一稳定波节点处， 用实验平台上的标尺测出④、 ⑤之
间的距离I，数出对应的半波数 n,由式⑹算出波长 入张力T改变6次，每一 T下测2次人 求平均值。作In入-InT图，由图求其斜率。
2、 验证横波的波长 入与波源振动频率f的关系（T不变）
在砝码盘上放上一定质量的砝码不变， 改变波源振动的频率，用驻波法测量各相应的波长 入
（f改变6次，每一 f下测2次入，求平均值），作In入-In f图，求其斜率。f值的起始范围
为：60~80Hz，其递增量可依次为 10, 15, 15, 20, 20Hz。
3、 测定波源的振动频率 f
用米尺、分析天平测弦线的线密度 P固定波源振动的频率为 fo不变，在砝码盘上依次添加 砝码（6次），以改变弦上的张力，测每一张力下的稳定驻波的波长 （