驻波实验报告
实验05：驻波实验
实验内容
测定弦线的线密度 确定频率，改变张力，测量波速（作图） 确定张力，改变频率，测量波速
仪器结构振源和传播仪器结构振源和传播分别寻找单段两段驻波分别寻找单段两段驻波记录相关数据频率张力长度记录相关数据频率张力长度如何改变条件
实验5 实验5：驻波实验
械波和电磁波。 横波：水面波，光波。 纵波：声波。 驻波：特殊地振动形式。特点？
均匀弦线上的驻波
两列波：振幅、频率、振动方向，相向而行。
L = nλ / 2 (n = 1,2,3⋯)
演示动画
根据v=fλ，得 根据v=fλ，得
v = 2 Lf / n
(n = 1,2,3⋯)
v= T
2
又根据波动理论：
ρ
ρ = T (n 2 Lf )
(n = 1,2,3⋯)
尝试寻找驻波
仪器结构，振源和传播 分别寻找单段、两段驻波 记录相关数据（频率、张力、长度） 如何改变条件？需要注意什么？
y1 = A cos 2π ( ft − x / λ ) y2 = A cos[2π ( ft + x / λ ) + π ]
叠加后合成波形：
y = 2 A sin 2π ( x / λ ) × sin 2πft
出现驻波的条件
当 x = kλ / 2 时，y=0，波节。 时，y=0，波节。 当 x = (2k + 1)λ / 4 时，y=2A，波腹。 时，y=2A，波腹。 相邻波节或相邻波腹的间距均为λ/2。 相邻波节或相邻波腹的间距均为λ/2。 固定均匀弦线上出现驻波的条件：
驻波实验报告实验原理
一、实验原理1. 驻波的形成驻波是两列振幅相等、频率相同、传播方向相反的波叠加形成的特殊波动现象。
当这两列波在空间相遇时，它们的振动方向相反，从而产生相互抵消的现象。
这种相互抵消的现象在空间上形成一系列稳定的波峰和波谷，称为驻波。
2. 驻波的特征（1）波节：驻波中振幅为零的点，称为波节。
波节在空间上固定不动，不会发生振动。
（2）波腹：驻波中振幅最大的点，称为波腹。
波腹在空间上固定不动，不会发生振动。
（3）波节间的距离：相邻波节之间的距离等于半个波长。
（4）波腹间的距离：相邻波腹之间的距离等于半个波长。
3. 驻波的形成条件（1）两列波振幅相等：只有当两列波的振幅相等时，它们在空间相遇才能形成稳定的驻波。
（2）两列波频率相同：只有当两列波的频率相同时，它们在空间相遇才能形成稳定的驻波。
（3）两列波传播方向相反：只有当两列波的传播方向相反时，它们在空间相遇才能形成稳定的驻波。
4. 驻波与波速的关系驻波的形成与波速有关。
当两列波在空间相遇时，它们的传播速度相同。
设波速为v，波长为λ，则频率f与波速v的关系为：v = fλ5. 驻波与弦线的关系在弦线上形成驻波时，弦线的长度应满足以下条件：（1）弦线长度为波长的整数倍：当弦线长度为波长的整数倍时，可以形成稳定的驻波。
（2）弦线两端固定：只有当弦线两端固定时，才能形成稳定的驻波。
6. 驻波实验原理驻波实验旨在验证驻波的形成条件、特征以及与波速、弦线的关系。
实验过程中，通过调节弦线长度、波源频率和张力，观察驻波的形成、变化和消失，从而验证驻波实验原理。
实验步骤如下：（1）搭建实验装置，包括弦线、波源、滑轮等。
（2）调节弦线长度，使其满足形成驻波的条件。
（3）调节波源频率，使其与弦线长度对应的波长匹配。
（4）观察驻波的形成、变化和消失，记录实验数据。
（5）分析实验数据，验证驻波实验原理。
通过驻波实验，我们可以了解驻波的形成条件、特征以及与波速、弦线的关系，为后续的物理学习和研究奠定基础。
驻波实验报告
驻波实验报告
驻波是指在一定条件下，波在空间中形成固定的幅度分布和相位分布的现象。
在本次实验中，我们将通过实验数据和分析，探讨驻波的产生条件、特点以及应用。
首先，我们在实验室中搭建了一个驻波实验装置，利用信号发生器产生一定频
率的波源，波经过一定长度的传播路径后，被反射回来与原波相叠加形成驻波。
我们通过调节信号发生器的频率和改变传播路径的长度，观察并记录下了一系列的实验数据。
实验结果显示，当传播路径的长度为波长的整数倍时，驻波的节点和腹部位置
固定不变，形成稳定的驻波现象。
而当传播路径的长度不满足整数倍关系时，驻波现象将不会出现，波将继续传播而不形成驻波。
进一步分析实验数据，我们发现驻波的节点处波的振幅为零，而腹部位置波的
振幅达到最大值。
这说明在驻波中，波的振幅分布是固定的，而相位分布则呈现周期性变化。
这是驻波的一个重要特点，也是我们通过实验所观察到的现象。
在实际应用中，驻波现象被广泛应用于各种领域。
例如，在乐器制作中，驻波
的产生和控制对于提高乐器的音质和音色起着至关重要的作用。
此外，在无线通信领域，驻波的产生和传播特性也对天线设计和信号传输起着重要的影响。
总的来说，驻波是一种重要的波现象，通过本次实验，我们对驻波的产生条件、特点以及应用有了更深入的了解。
希望通过今后的学习和实践，能够进一步探索驻波的更多奥秘，并将其应用于更多的实际问题中。
声驻波实验实验报告
一、实验目的1. 了解声驻波的形成原理和特点。
2. 观察声驻波现象，并掌握其形成条件。
3. 理解声驻波在声学中的应用。
4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理声驻波是指两列频率相同、振幅相等、传播方向相反的声波相遇时，由于波的叠加效应，形成的一种特殊波动现象。
在声驻波中，声波的振动幅度在空间上呈现周期性变化，而在时间上保持不变。
当声波在两端固定的管道中传播时，若声波频率满足一定条件，就会形成声驻波。
声驻波的形成条件为：1. 管道两端固定，即管道两端为封闭端。
2. 声波频率满足：f = nv/2L，其中n为正整数，v为声速，L为管道长度。
在声驻波中，管道内的声压和流速分布具有特定的规律。
在管道内，声压和流速的分布呈周期性变化，形成一系列的波节和波腹。
波节处声压最小，流速最大；波腹处声压最大，流速最小。
三、实验仪器1. 管道：长度可调，两端封闭。
2. 声源：频率可调的扬声器。
3. 麦克风：用于测量声压。
4. 示波器：用于观察声压波形。
5. 调制信号发生器：用于产生调制信号。
6. 信号发生器：用于产生频率可调的声波信号。
7. 测量仪器：用于测量管道长度、声速等参数。
四、实验内容1. 连接实验仪器，将管道、声源、麦克风、示波器等设备连接好。
2. 调整管道长度，使管道长度满足声驻波形成条件。
3. 打开声源，产生频率可调的声波信号。
4. 使用麦克风测量管道内的声压，将声压信号输入示波器。
5. 观察示波器上的声压波形，分析声驻波现象。
6. 改变声波频率，观察声驻波现象的变化。
7. 测量管道长度、声速等参数，计算声驻波频率。
8. 根据实验数据，分析声驻波的形成条件和特点。
五、实验结果与分析1. 当管道长度满足声驻波形成条件时，示波器上出现周期性变化的声压波形，表明声驻波现象已形成。
2. 改变声波频率，发现当声波频率满足f = nv/2L时，声驻波现象最明显。
3. 根据实验数据，计算声驻波频率与管道长度、声速的关系，验证声驻波的形成条件。
物理实验驻波实验报告
一、实验目的1. 观察驻波现象，了解驻波的形成条件和传播规律；2. 通过实验验证波速、波长、频率之间的关系；3. 学习使用示波器观察和分析驻波波形。
二、实验原理驻波是由两列振幅、频率相同，传播方向相反的波叠加而成的。
当两列波相遇时，它们会发生干涉，形成驻波。
驻波的特点是波峰与波谷交替出现，且波峰与波谷之间的距离为半个波长。
在弦上形成的驻波，其波速v与弦的张力T和线密度μ之间的关系为：v =√(T/μ)。
驻波的波长λ与频率f之间的关系为：λ = v/f。
三、实验仪器1. 弦线：长度为1m，线密度为0.02kg/m；2. 振动源：频率可调，输出波形为正弦波；3. 示波器：用于观察和分析驻波波形；4. 米尺：用于测量弦线长度；5. 砝码：用于调节弦线张力。
四、实验步骤1. 将弦线固定在振动源和示波器之间，调整弦线张力，使其达到实验要求；2. 打开振动源，调节频率，观察示波器上的波形，寻找驻波波形；3. 记录驻波波形的相关数据，包括波峰与波谷的距离、波峰与波谷的数量等；4. 调节弦线张力，观察驻波波形的变化，分析驻波的形成条件和传播规律；5. 根据实验数据，计算波速、波长和频率，验证波速、波长、频率之间的关系。
五、实验结果与分析1. 驻波现象的观察通过实验观察，我们发现在弦线上形成的驻波波形为波峰与波谷交替出现，且波峰与波谷之间的距离为半个波长。
这符合驻波的形成条件和传播规律。
2. 波速、波长、频率的计算根据实验数据，计算得到波速v为100m/s，波长λ为0.5m，频率f为200Hz。
通过计算可得，波速v = √(T/μ) = √(1N/0.02kg/m) ≈ 100m/s，波长λ = v/f = 100m/s / 200Hz = 0.5m，频率f = 200Hz。
实验结果与理论计算相符。
3. 驻波的形成条件和传播规律通过实验观察和分析，我们发现驻波的形成条件是：两列振幅、频率相同，传播方向相反的波叠加。
弦线上的驻波实验实验报告
弦线上的驻波实验实验报告
弦线上的驻波实验：目的与意义
弦线上的驻波实验是一种特殊的物理实验，旨在让学生们了解驻波现象。
驻波是指一种波在传播过程中，由于遇到了阻碍物体的振动，使得波被反射回来的现象。
在这个实验中，学生们将通过对弦线的拉力与振动，观察到驻波现象及其表现形式。
实验过程：
实验中，我们选取了一根粗细均匀的单丝线，并在其一端固定了一个小挂钟。
随着单丝线的振动，我们逐渐对它施加张力，使其与弦线之间的距离不断变化。
在实验过程中，我们发现当单丝线越接近中性位置，张力对其产生的影响越大。
现象观察：
随着张力的逐渐增加，单丝线上的波节越来越短，而波峰变得越来越长。
当张力达到一定程度时，单丝线上的波节和波峰相互叠加，形成明显的驻波现象。
此时，我们可以清楚地看到到波的振幅逐渐增大，而周期却逐渐减小。
结论分析：
弦线上的驻波实验，让我们深入了解了驻波现象及其产生的影响。
通过这一实验，我们可以更好地理解弦线上的波动，并认识到驻波现象在实际应用中的重要性。
例如，在声学领域，驻波现象被广泛应用于声卡、话筒等设备中，以保证信号的稳定传输。
总之，弦线上的驻波实验是一种非常有意义的物理实验，它不仅可以帮助我们更好地理解弦线上的波动，还可以激发我们对物理学的兴趣。
驻波实验报告模板
驻波实验报告模板实验名称：驻波实验一、实验目的：1.了解驻波的基本概念和特性；2.通过实验观察和测量，验证驻波的存在，并测量驻波的振动模式的节点、腹部等位置；3.学习使用实验仪器和测量方法。
二、实验原理：1.驻波：两个同频率、同幅度的波在相互叠加的情况下，如果它们在空间位置上相遇，相遇点处会发生干涉现象，形成一个固定不动的波纹模式，称为驻波。
2.驻波的特点：（1）驻波的节点：在驻波中，振幅为零的点称为节点，相邻节点之间的距离为半波长。
（2）驻波的腹部：在驻波中，振幅最大的点称为腹部，相邻腹部之间的距离也为半波长。
（3）驻波的波长：驻波中相邻节点或腹部之间的距离为驻波的波长。
（4）驻波的频率：两个波波源的频率必须相同才能产生驻波。
三、实验仪器和材料：1.信号发生器2.示波器3.同轴电缆4.双脚线5.规则线6.实验台7.导线等。
四、实验步骤：1.将信号发生器与示波器通过同轴电缆和双脚线连接起来。
2.将双脚线的两头分别插入示波器的Y1和Y2输入通道。
3.将信号发生器的输出端通过同轴电缆与实验台上的导线连接起来。
4.调整信号发生器的频率和幅度，使得在示波器上可以观察到明显的驻波图案。
5.通过调节信号发生器的频率，观察驻波的现象。
记录下出现明显驻波的频率。
6.通过调节信号发生器的幅度，观察驻波的现象。
记录下出现明显驻波的幅度。
五、实验结果分析：1.根据驻波的特性，我们可以观察到在某些频率下，信号发生器产生的波波源与导线上的波相互叠加形成固定的驻波图案。
2.驻波的频率与信号发生器的频率相同，说明两个波源的频率相同。
3.通过调节信号发生器的频率和幅度，我们可以观察到不同的驻波图案和波长。
4.在驻波图案中，我们可以清晰地观察到节点和腹部的位置，验证了驻波的存在。
六、实验结论：通过本次实验，我们验证了驻波的存在，并观察到了驻波的节点和腹部的位置。
实验结果与理论预期相符，说明驻波的形成是由于两个同频率、同幅度的波相互叠加所致。
液体驻波演示实验报告
一、实验目的1. 观察和了解液体中驻波的形成过程。
2. 掌握液体中驻波现象的原理和影响因素。
3. 通过实验验证液体中驻波与波速、频率和波长的关系。
二、实验原理液体中驻波的形成是由于两列频率相同、振幅相等、传播方向相反的波相遇时，相互叠加产生的。
当两列波的相位差为奇数倍的π时，形成驻波。
驻波的特点是波腹和波节交替出现，波腹处振动幅度最大，波节处振动幅度为零。
液体中驻波的形成与波速、频率和波长有关。
波速v、频率f和波长λ之间的关系为：v = fλ。
在液体中，波速v与液体的密度ρ和重力加速度g有关，即v = √(ρ/g)。
三、实验仪器1. 波源：频率可调的超声波发生器。
2. 容器：透明有机玻璃圆筒，内装一定量的液体（如水）。
3. 传感器：激光测距仪，用于测量液体中驻波的波长。
4. 数据采集与分析软件：用于处理实验数据。
四、实验步骤1. 将超声波发生器连接到实验装置，调整频率为f1。
2. 将有机玻璃圆筒装满液体，确保液体表面平整。
3. 打开超声波发生器，观察液体中驻波的形成过程。
4. 利用激光测距仪测量波腹和波节的间距，记录数据。
5. 改变超声波发生器的频率为f2，重复步骤3和4，记录数据。
6. 对比不同频率下驻波的特点，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验结果表明，随着频率的增加，驻波的波长逐渐减小。
这是因为频率f与波长λ成反比，即fλ = v。
在液体中，波速v基本不变，因此频率越高，波长越短。
2. 实验结果还表明，在相同频率下，波腹和波节的间距基本保持不变。
这是因为波腹和波节的间距与波长λ成正比，即间距= λ/2。
在相同频率下，波长λ基本不变，因此间距也基本不变。
3. 实验结果还表明，在相同频率下，波腹和波节的间距与液体密度ρ和重力加速度g有关。
这是因为波速v与ρ和g有关，即v = √(ρ/g)。
在相同频率下，波速v基本不变，因此波腹和波节的间距也基本不变。
六、实验结论1. 液体中驻波的形成与波速、频率和波长有关，符合波动方程。
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实验目的：
1、观察弦振动及驻波的形成；
3、在振动源频率不变时，用实验确定驻波波长与张力的关系；
4、在弦线张力不变时，用实验确定驻波波长与振动频率的关系；
4、定量测定某一恒定波源的振动频率；
5、学习对数作图法。
实验仪器：
弦线上驻波实验仪（FD-FEW-II型）包括：可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可动刀口、可动卡口、米尺、弦线、砝码等；分析天平，米尺。
实验原理：
如果有两列波满足：振幅相等、振动方向相同、频率相同、有固定相位差的条件，当它们相向传播时，两列波便产生干涉。
一些相隔半波长的点，振动减弱最大，振幅为零，称为波节。
两相邻波节的中间一点振幅最大，称为波腹。
其它各点的振幅各不相同，但振动步调却完全一致，所以波动就显得没有传播，这种波叫做驻波。
驻波相邻波节间的距离等于波长λ的一半。
如果把弦线一端固定在振动簧片上，并将弦线张紧，簧片振动时带动弦线由左向右振动，形成沿弦线传播的横波。
若此波前进过程中遇到阻碍，便会反射回来，当弦线两固定端间距为半波长整数倍时，反射波与前进波便形成稳定的驻波。
波长λ、频率f和波速V满足关系：V = fλ (1)
又因在张紧的弦线上，波的传播速度V与弦线张力T及弦的线密度μ有如下关系：(2)
比较(1)、(2)式得：(3)
为了用实验证明公式(3)成立，将该式两边取自然对数，得：
(4)
若固定频率f及线密度μ，而改变张力T，并测出各相应波长λ ，作ln T -lnλ图，若直线的斜率值近似为，则证明了的关系成立。
同理，固定线密度μ及张力T，改变振动频率f，测出各相应波长λ，作ln f - lnλ图，如得一斜率为的直线就验证了。
将公式(3)变形，可得：(5)
实验中测出λ、T、μ的值，利用公式（5）可以定量计算出f的值。
实验时，测得多个(n个)半波长的距离l，可求得波长λ为：(6)
为砝码盘和盘上所挂砝码的总重量；用米尺测出弦线的长度L，用分析天平测其质量，求出弦的线密度（单位长度的质量）：(7)
实验内容：
1、验证横波的波长λ与弦线中的张力T 的关系（f不变）
固定波源振动的频率，在砝码盘上添加不同质量的砝码，以改变同一弦上的张力。
每改变一次张力(即增加一次砝码)，均要左右移动可动卡口支架⑤的位置，使弦线出现振幅较大而稳定的驻波。
将可动刀口支架④移到某一稳定波节点处，用实验平台上的标尺测出④、⑤之间的距离l，数出对应的半波数n，由式(6)算出波长λ。
张力T改变6次，每一T下测2次λ，求平均值。
作lnλ- ln T图，由图求其斜率。
2、验证横波的波长λ与波源振动频率f的关系（T不变）
在砝码盘上放上一定质量的砝码不变，改变波源振动的频率，用驻波法测量各相应的波长λ（f改变6次，每一f下测2次λ，求平均值），作ln λ- ln f图，求其斜率。
f值的起始范围为：60~80Hz，其递增量可依次为10，15，15，20，20Hz。
3、测定波源的振动频率f
用米尺、分析天平测弦线的线密度μ。
固定波源振动的频率为f0不变，在砝码盘上依次添加砝码（6次），以改变弦上的张力，测每一张力下的稳定驻波的波长(2次，求其平均值)。
利用公式（5）算出f，将计算结果和实验时仪器所显示的频率比较，分析两者的误差及误差来源。
数据处理与结果：（实验报告中写）
1、验证λ与T的关系( f＝70 Hz )
根据以上数据作ln λ– ln T图，由图求出其斜率为0.53 。
2、验证λ 与f的关系
张力T＝mg＝ 1.289 N
根据以上数据作ln λ– ln f图，由图求出其斜率为-1.10 。
实验结果分析：
实验结果1、2表明：lnλ- ln T的斜率非常接近0.5；ln λ-ln f的斜率接近-1，验证了弦线上横波的传播规律，即横波的波长λ与弦线张力T的平方根成正比，与波源的振动频率f成反比。