大学物理实验驻波实验改良.docVIP

“驻波”实验误差，技巧与部分改进 驻波不是波，而是两个振幅相同的相干波在同一条直线上沿相反的方向传播时，叠加后直线上各质点形成的稳定的振动状态！ 在做驻波实验时，我们会遇到一些问题！同时测量结果也有很大误差！由于这些误差所以我们需要误差处理，也要对是要进行改进！ 一，误差问题： 1。在测定两个木块之间距离是。由于不能保证两木块之间平行，同时也不能保证两木块顶尖与底座中线对应： 2．改变挂在弦线一端的砝码后，要使砝码稳定后再测量。但细微的波动是不会让人注意到的; 3．在《驻波二》中，听声音是什么时候最响是很难把握的，毕竟又不是什么数字可以直观看出，听音辨位的境界大家还没有达到; 4.水筒会存在回声，时有嗡嗡声，同时也很难使水面稳定的处在某一位置； 5．所使用的棉线粗细是否均匀，质量是否准确对最终的结果影响是不容忽视的等等。 为了解决这些问题，我们必须先了解“驻波”的实验原理！ 二．实验原理： 弦线上的行波极其频率，如上图将弦线的一端固定在电音叉上，另一端跨 过滑轮S挂上砝码，使弦线具有一定的张力。当音叉振动时，弦线也随之振动，形成了沿弦线传播的行波(横波)，其弦振 动频率与音叉频率相同。由波动学知道，波的传播速度与频率之间的关系为： λ 若知道了波长和横波传播速度，就能求得频率 υ 。 当由音叉振动产生的波动传至弦线与滑轮S的接触点B时， 产生了反射，形成了反射波，于是弦线上同时有前进波和反射 波，这两列波是满足相干条件的相干波，在波的重叠区将会发 生波的干涉现象，即形成驻波。此时弦线分段振动，弦线上有些点振动的幅度最大，称为波幅。有些点振动 的幅度为零，称为波节。相邻两个波节（或波幅）之间的距离 为半个驻波波长。可以证明，当弦线长度为半波长的整数倍时弦线上形成的驻波振幅最大也最稳定。 三．实验处理技巧： 为了.尽量使实验步骤简明，实验处理方便，所以要用到一些方法技巧！下面就是我从实验中体会到一些技巧： 1．在实验中，不难发现测弦线中波长时，我们采用化半为整法，一般视达因数而定半波长数！这大家都知道，但之间有着什么样的关系呢？ 有结果可以看出波长的长短与达因的大小成正比，这样找出的波长自己清楚些！同时就我所知道的数据言，每隔20*980达因，波长变化在5到6cm间！ 同理对水筒的波长测量同样可以缩小测量范围！ 2．处于“驻波二“时，可以多测几组，像现在常出现的选秀评分一样，去掉一个最高分同时去掉一个最低分，去除极端后，数据就”平稳“了一些！ 3．在弦线驻波中，改变悬挂重物后的波动，对测量的波长有着致命般影响！这也是为什么对一悬物言，测几遍的结果相差较大之处！ 为解决这个问题，可以适当加重悬挂物的质量！相对而言，质量越大，其波动时也就越明显！更容易被观察到，也就相对注意了些！ 四．实验改进： 1．处理“驻波二“时，由于手难以使液面平稳，故而会诱发一些误差，故而我们可以学习“跳高比赛的‘升降杆’”原理！如图：！ 同时把水箱悬挂在横杠上，或者把其做成可以升降的台状！这样通过调节杆的高度来变动液面的高度，就人手调节而言可谓稳定许多！ 2．同时我们在“驻波二”中，是需要考虑器材影响的！于是我们可以把单一频率的音叉，换成三组频率不一的音叉！分别测量，这样即使一个标注的频率有误，对最终的结果影响也会降低！ 3．敲击玻璃管上方的音叉，敲一下，自己能在2-3秒内听到声音，再敲打，学生则难以分清是共振还是被敲击的声音. 对于这个问题，可以换用频率较大的音叉使其波长缩短，这样在短时间易找到共振处! 同时，也可以像右图水面变成活塞! 与此同时，这个实验还有着一些较大误差之处，这就需要我们不断改进！就我个人而言，我认为我的改进有着很多不足，可行性也有限！所以还需要更高层次的思考！ 总之，驻波这个实验很形象的展现“波”的形式！故而，就需要不断改进，让它继续留在大学课本! ——后序 参考文献： 1韩彩英.关于“驻波”实验的改进.物理教师[J].2004年第25卷第3期.P25-26. 2．弦振动实验 胡翠英 实验课件