弦振动驻波实验_第1页
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文档简介

1、.,弦振动研究,.,实验原理,驻波可以由两列振动方向相同，频率相同，振幅相等，传播方向相反的简谐波叠加和干涉产生。,.,实验原理,正向传播的波为：,反向传播的波为：,(1),(2),式中x为质点位置坐标；t为时间；A为振幅；f为频率；=2f称为圆频率；为波长；k=2/称为波矢； =f为波的传播速度。,(3),驻波方程,两列波叠加的结果，任一点x的合成振动为：,.,实验原理,令 可得波节的位置坐标为：,令 可得波腹的位置坐标为：,因此，在驻波实验中，只要测得相邻两波节或相邻两波腹的距离，就可以确定波长。,相邻两波节（或波腹）的距离为,.,实验原理,由于弦的两端分别由劈尖A、B支撑，故两端点（劈尖

2、）必为波节，又由于相邻两波节的距离为/2，所以当弦上出现稳定驻波时，A、B两点的距离l必为/2的整数倍。,根据波动理论，可证明弦中横波的传播速度为：,式中T为弦线中的张力，为弦线的线密度，即单位长度的质量。,称为驻波条件。式中n为半波数，即A、B两点间出现的/2的数目。振动频率为 f 时，波速为 = f,.,实验原理,以 = f 代入,满足上式时，弦上才能出现稳定驻波。,上式表明：为了调出稳定的驻波可以有3种方法，即把f、m、l三个量中的任两个固定，调节第三个。常用的方法是在张力不变的情况下，固定频率调A、B间距离；或固定A、B两点间距离调频率。,.,实验仪器,FB301型弦振动研究实验仪，FB302型信号源， 双踪示波器,.,实验仪器,砝码悬挂在不同位置所对应的张力,.,实验内容,1. 测定弦线的线密度 （1） 理论值： （2）测共振频率算得,利用 和,计算 和,.,实验内容,2. 测定弦线上横波的传播速度,（2）在同一张力条件下，测出共振频率及波长，测量弦线中的横波波速vf,（1）测得张力及所测线密度，测定弦线中的横波波速vf,.,数据表格,.,数据表格,.,注意事项,驱动传感器与接收传感器不能靠得太近，否则会产生干扰，两个传感器的距离应大于10cm。 改变砝码质量时要轻拿轻放，要使砝码静止后再进行测量。 在移动劈尖调整驻波时，磁铁应在两劈尖之间，

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