实验二十四弦振动的研究

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1、实验二十四弦振动的研究实验目的1．观察横波在弦线上所形成的驻波波形。2．验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。实验仪器FD-SWE-II弦线上驻波实验仪．实验原理及方法理论公式:(1)上式取对数：(2)实验采取在弦线中形成驻波的方法，根据一定长度l内的半波段个数n，计算波长：,然后获得波长与某物理量的关系.实验内容要求1．验证:在f、μ一定时，lgλ∝lgT，为线性关系，斜率为；2．验证:在T、μ一定时，lgλ∝lgf，为线性关系，其斜率为-1;3．用作图法（计算机EXCEL软件）得到数据的线性拟合方程,验证理论公式(关系)原始数据记录表格表1

2、给定频率的实验数据f=m(g)l(cm)n…..1.表3给定张力的实验数据m=;T=fL(cm)n…..2.5表1给定频率的实验数据f=表2波长与张力关系计算m(g)L(cm)n波长=L/n(m)张力=mg(N)张力的对数波长的对数表3给定张力的实验数据T=表2波长与频率关系的计算fL(cm)n波长=L/n(m)频率的对数波长的对数5弦振动研究的主要实验步骤1．观察驻波的形成和波形、波长的变化(1)安装调试实验装置（FD-SWE-II）．将弦线③的一端固定在弹簧振片②上，另一端通过可动刀口⑤绕过滑轮⑦系在载有砝码的砝码盘⑧上．打开实验仪开关后，调节频

3、率大小，施加一定质量的砝码，移动刀口和可滑动支架④，观察横波驻波．（2）改变弦线长（移动刀口和可滑动支架）或砝码质量，使之产生振幅最大且稳定的驻波，改变数次，观察波形、波长的变化情况。2．验证λ与T的关系在频率f不变(100Hz)的情况下，改变砝码质量，测出振幅最大且稳定、使半波数n为整数时所对应的弦线长l和张力T（T等于砝码和砝码盘的总重量）；3．验证λ与f的关系在砝码质量不变的情况下，改变频率f(45-175kHz)，测出振幅最大且稳定、使半波数n为整数时所对应的频率f及弦线长；数据处理要求用计算机EXCEL软件作lgλ～lgT及lgλ～lgf图

4、，给出数据点的线性拟合曲线并显示拟合方程和相关系数.EXCEL中输入的数据表格表1给定频率的实验数据f=表2波长与张力关系计算m(g)l(cm)n波长=l/n(m)张力=mg(N)张力的对数波长的对数表3给定张力的实验数据T=表2波长与频率关系的计算fl(cm)n波长=l/n(m)频率的对数波长的对数5 FD-SWE-II弦线上驻波实验仪一、概述弦线上波传播规律的研究是力学实验中的一个重要实验，被列入全国综合性大学物理实验教学大纲中的一个必做实验。本仪器重点观测在弦线上形成的驻波，并用实验确定弦振动时，驻波波长与张力的关系，驻波波长与振动频率的关系，

5、以及驻波波长与弦的线密度的关系。掌握用驻波原理测量横波波长的方法。FD-SWE-II型弦线上驻波实验仪与原有电动音叉驱动的弦振动实验仪相比具有以下优点：　(1)采用单片机控制振动频率，电磁驱动振动簧片作振动源，具有频率变化范围大，可连续微调振动频率等特点。可用于弦产生驻波时研究波长与振动频率、波长与张力的关系，扩大了实验内容。　（2）振动频率由数码管直接显示，频率数据稳定可靠。　（3）弦振动实验在一个专用设计的实验平台上进行,该实验平台结构美观、牢靠。驻波波节位置可通过专用支架（支点为滑轮轴心位置或刀口位置）的标志线对准的标尺读数求得，标志线和标尺在

6、同一平面上可消除读数视差。由于弦上驻波实验的频率、张力和线密度均可改变，因而实验内容丰富，有利于实验者研究弦线上横波的传播规律和驻波的特点与应用，是体现现代技术的新型物理实验教学仪器。本仪器可用于高校及中专学生的基础物理实验，也可用于做课堂演示实验。二、仪器组成和技术参数1、输入交流电压：220V±10%；50HZ；2、输出直流电压：9V/13V0.5A；3、可调频率的数显机械振动源：频率调节范围0—200HZ连续可调；可调频率0.01HZ。并可连续调节振动振幅。4、实验平台（铝型材制）长1500mm，宽80mm，高40mm。5、仪器质量：约5.5k

7、g; 6、可滑动支架1只，可动刀口支架1只，滑轮的轴心(刀口)与支架底片的左侧边对齐，读数时支架可锁紧固定。7、固定滑轮1个、砝码盘1个、砝码6个，砝码质量：45.00±0.04g/个。  8、铜线（漆包线）3米，线径0.35mm。 5三、实验仪器　（如图1所示）图1实验仪器图1.可调频率数显机械振动源；2.振簧片；3.弦线；4.可动刀口支架；   5.可动滑轮支架；6.标尺；7.固定滑轮；8.砝码与砝码盘；9.变压器；10.实验平台；11.实验桌5