实验3 弦线上的驻波实验.docx

弦线上驻波实验
【实验目的】
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。
【实验原理】
在⑤
s
⑪
©
图2仪器结构图
1．可调频率数显机械振动源；；；；；；；;；
实验装置如图2所示，金属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，频率变化范围从0-200HZ连续可调，,弦线一端通过定滑轮©悬挂一砝码盘©;在振动装置（振动簧片）的附近有可动刀口④，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③。这两个滑轮固定在实验平台⑩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（包含砝码盘）的质量为m，张力T=mg。当波源振动
时，即在弦线上形成向右传播的横波;当波传播到可动滑轮与弦线相切点时，由于弦线在该点受到滑轮两壁阻挡而不能振动，波在切点被反射形成了向左传播的反射波。这种传播方向相反的两列波
叠加即形成驻波。当振动端簧片与弦线固定点至可动刀口支架⑤与弦线切点的长度L等于半波长的
整数倍时，即可得到振幅较大而稳定的驻波，振动簧片与弦线固定点为近似波节，弦线与动滑轮相切点为波节。它们的间距为L，则
(3)
九
L=n—
2
其中n为任意正整数。利用式（3）,即可测量弦上横波波长。由于簧片与弦线固定点在振动不易测准，实验也可将最靠近振动端的波节作为L的起始点，并用可动刀口④指示读数，求出该点离
弦线与动滑轮⑤相切点距离L。
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【实验过程】
1．必做内容

1•实验时，将变压器（黑色壳）输入插头与220V交流电源接通，输出端（五芯航空线）与主机上的
航空座相连接。打开数显振动源面板上的电源开关①（振动源面板如图2所示）。。根据需要按频率调节②中▲（增加频率）或▼（减小频率）键，改变振动源的振动频率，调节面板上幅度调节旋钮©，使振动源有振动输出；当不需要振动源振动时，可按面板上复位键3复位，数码管显示全部清零。
图3振动源面板图

2•在某些频率（60Hz附近），由于振动簧片共振使振幅过大，此时应逆时针旋转面板上的旋钮以减小振幅，便于实验进行。不在共振频率点工作时，可调节面板上幅度旋钮②到输出最大。
（一般取为100Hz，若振动振幅太小，可将频率取小些，比如90Hz）,在砝码盘上添加不同质量的砝码，以改变同一弦上的张力To每改变一次张力（即增加一次砝码），均要左右移动可动刀口支架④（保持在第一波节点）和可动刀口支架①的位置，使弦线出现振幅较大而稳定的驻波。用实验平台⑩上的标尺6测量L值，记录振动频率、砝码质量、产生整数倍半波长的弦线长度及半波波数，根据式
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（3）算出波长九，作log九-logT图，求其斜率。

在砝码盘上放上5块