弦线上驻波试验研究.PPT

物理实验教学中心课件 广东海洋大学 一、实验目的 弦线上波的传播规律的实验研究 1、了解弦振动传播条件及规律，理解驻波形成及条件； 2、观察弦上驻波波形，熟悉波长的测量方法； 3、改变实验条件，分析波长与相关因素的函数关系。 二、实验仪器介绍 ② ③ ④ ① ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ①频率0 ~200HZ 连续可调的数字显示机械振动发生器具；②机械振动源的振簧片 ；③弦线 ； ④可移动刀口； ⑤可移动的支撑弦线的动滑轮；⑥标尺； ⑦定滑轮； ⑧砝码盘。 弦振动实验仪 三、实验原理 机械振动在弦线上传播时，遇到障碍形成反射波。入射波与反射波相遇，产生波的干涉。如弦线长度满足一定条件，会产生驻波，根据驻波理论，相邻波节间距离为半波长。对波节测量，可测量出在弦线上机械波波长。 在密度为u张力为T的弦线上，沿弦线传播的横波波长与张力及线密度之间的关系为 上式两边取对数，得 固定频率线密度，改变张力，测出相应波长并作图，若是斜率为 1/2一直线，则可证明上述关系成立； 同理，固定线密度及张力，改变频率 ，测出相应波长并作图，也可证明上述关系成立； 固定振动频率及张力，改变线密度，测出相应波长并作图，也可证明上述关系成立。 振动端弹簧片②与弦线固定点为近似波节，可动滑轮与弦线相切点为波节，它们的间距为，则 其中 n为 长度内半波的波数（正整数）。利用上式可测量弦线上横波的波长。 因弹簧片与弦线固定点在振动不易测准，实验时可将最靠近振动端的波节作为测量的起点，并用可动刀口④指示读数，测出该点离弦线与动滑轮⑤相切点距离L。 1. 实验系统调节 按仪器介绍将弦线一端系在可作水平方向振动的可调频率数显机械振动源的振簧片上，另一端跨过动滑轮，挂上砝码盘，并接通数显机械振动源的电源。 四、实验内容 1）验证横波的波长与弦线中的张力的关系 固定波源振动的频率，在砝码盘上逐渐添加砝码，以改变弦上的张力。每改变一次张力，均要左右移动可动滑轮⑤的位置，使弦线出现振幅较大而稳定的驻波。 从标尺⑥测量值及记录半波数，将所测数据记入数据记录表格中； ?2. 实验内容与步骤 2）验证横波的波长与波源振动频率的关系 在砝码盘上放一定质量砝码，固定弦线受到的张力，改变波源振动的频率，并测量相应的波长，将所测数据记入数据记录表中。 3）验证横波的波长与弦线密度的关系 固定弦线所受的张力及振动频率，取 5 根不同直径的弦线，记录其线密度，并测量相应的波长，将所测数据记入数据记录表。 验证横波的波长与弦线中的张力的关系（其它表格详见教材） 砝码质量：45 /个；砝码盘质量：40 ；振动频率= ； 4．实验数据处理要求 1）准确完整地记录实验数据，注意物理量的名称、有效数字和单位缺一不可； 2）由表3.23.1作图，求其斜率，验证 的关系； 3）由表3.23.2作图，求其斜率，验证 的关系； 4）由表3.23.3作图，求其斜率，验证 的关系。 物理实验教学中心课件 广东海洋大学