弦线上驻波实验实验报告及数据处理
弦振动与驻波实验报告
弦振动与驻波实验报告弦振动与驻波实验报告引言弦振动是物理学中一个经典的实验课题，通过实验可以观察到弦线在不同条件下的振动模式。
本实验旨在通过对弦线振动的研究，探索驻波现象的产生及其特性。
实验目的1. 理解弦振动的基本原理；2. 掌握测量弦线振动频率的方法；3. 观察驻波现象的形成和特性。
实验器材1. 弦线：长度约为2-3米，材质均匀、柔软的弦线；2. 弦线固定装置：用于固定弦线的两端，保持稳定；3. 驱动装置：用于产生弦线的振动；4. 频率计：用于测量弦线的振动频率；5. 各类测量仪器：尺子、计时器等。
实验步骤1. 将弦线固定在实验装置的两端，保持稳定；2. 调整驱动装置，使其产生合适的振动频率；3. 使用频率计测量弦线的振动频率；4. 观察弦线的振动模式，并记录下来；5. 调整驱动装置的频率，观察驻波现象的形成和特性；6. 测量不同驻波节点位置之间的距离，并计算波长。
实验结果与分析通过实验观察，我们可以看到弦线在不同频率下的振动模式。
当驱动频率与弦线固有频率相同时，弦线上形成了驻波现象。
驻波是指波动传播过程中，波峰和波谷相互叠加形成的现象。
在弦线上形成的驻波由一系列波节和波腹组成，波节为振动幅度最小的位置，波腹为振动幅度最大的位置。
在实验中，我们可以通过调整驱动频率，观察驻波现象的形成和特性。
当驱动频率与弦线固有频率相同时，弦线上形成了一个完整的驻波模式。
当驱动频率与弦线固有频率不匹配时，弦线上不会形成驻波，而是呈现出不规则的振动模式。
通过测量不同驻波节点位置之间的距离，我们可以计算出弦线的波长。
波长是指波动中一个完整波动周期所占据的距离。
根据波动理论，波长与频率之间存在着简单的关系，即波速等于波长乘以频率。
因此，通过测量波长和频率，我们可以计算出波速。
实验结论通过本次实验，我们深入了解了弦振动和驻波现象。
弦振动是一种常见的物理现象，通过调整驱动频率可以观察到不同的振动模式。
驻波现象是波动传播中的一个重要现象，通过波节和波腹的叠加形成。
弦驻波演示实验报告
弦驻波演示实验报告
实验目的：
1. 理解波的弦驻波现象；
2. 学习如何利用实验装置来观察弦驻波现象；
3. 研究弦驻波的基本特征和规律。
实验原理：
弦的长度、张力和质量密度决定弦的共鸣频率。
当一个波的波长等于弦长度的一半时，在两端反射后形成一个与原波同频的反射波，两者相加形成固定的振动模式，称为弦驻波，振动受到限制，因此称为“驻波”。
实验装置和材料：
1. 弦振动装置；
2. 信号发生器；
3. 示波器；
4. 弦；
5. 夹子。
实验步骤：
1. 将一端固定在弦振动装置上，另一端用夹子固定；
2. 操作信号发生器，连续发出一定频率的正弦波信号；
3. 在弦上选择合适的节点进行固定，并将节点两侧的弦留出适当长度；
4. 将示波器的一个通道接上弦驻波线上的信号，另一个通道接上发生器输出的信号；
5. 调节发生器的频率，使弦驻波线上的信号显示为驻波形式。
实验结果：
在实验中，选择合适的节点固定弦，调节发生器的频率，可以得到不同模式下的弦驻波形态，如图所示：
实验结论：
1. 弦的长度、张力和质量密度是影响弦驻波频率的主要因素，当一个波的波长等于弦长度的一半时，形成弦驻波；
2. 弦驻波的振动形态受到弦长度、张力和质量的限制，且每一个振动模式有固定的波节点和波腹；
3. 弦驻波的频率与该弦所在的基频波的频率相同，即弦的共振频率。
实验报告样本-弦线上驻波
实验题目：横波在弦线上的传播规律一、实验目的1.观察弦线上形成的驻波，用实验验证在频率一定时，驻波波长与张力的关系；2.在张力不变时，验证驻波波长与振动频率的关系；3.学习对数作图或最小二乘法进行数据处理；二、实验仪器可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可调滑轮、砝码盘、米尺、弦线、砝码、电子秤等三、实验原理在一根拉紧的弦线上，沿弦线传播的横波满足运动方程：2222y T y t xμ∂∂=∂∂ （1）将该式与典型的波动方程22222y y v t x ∂∂=∂∂比较，可得波的传播速度：v =，其中T 为张力，μ线密度. 若波源的振动频率为f , 则横波的波长：λ=（2）两边取对数，得 11log log log log 22T f λμ=-- 若固定频率f 和线密度μ，改变张力T ，并测出各相应波长λ，作log log T λ-，若得一直线，计算其斜率值，（如为1/2），则证明1/2T λ∝的关系成立。
同理，固定线密度μ和张力T ，改变振动频率f ，测出相应波长λ，作log log f λ-，如得一斜率为-1的直线就验证了1f λ-∝。
弦线上的波长可利用驻波原理测量。
当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时，其所叠加而成的波称为驻波。
弦线上出现的静止点，称为波节，相邻两波节的距离为半个波长。
若观察到在长为L 的弦上有n 个驻波，则波长λ=2L/n 。
四、实验内容与步骤1. 验证频率一定时，横波波长与弦线上张力的关系选定一个波源振动频率并记录，改变砝码盘上所挂砝码的个数以改变张力（5次）。
每改变一次张力，均要移动可动滑轮的位置，使弦线上出现稳定且幅度比较大的驻波。
记录频率值，两支架间的距离L, L 上所形成的半波数的个数n ，以及砝码与砝码盘的总质量。
计算出波长（利用公式λ=2L/n ），张力（砝码与砝码盘所受的重力），作log λ- logT 图，计算其斜率，并于理论值比较。
2. 验证张力一定时，横波波长与波源频率的关系给砝码盘挂上一定数量砝码（一般三个）并记录，以保持张力一定。
弦驻波实验
弦驻波实验一、实验目得1、观测在弦线上形成得驻波,并用实验确定弦振动时,驻波波长与张力得关系,驻波波长与振动频率得关系,以及驻波波长与弦线密度得关系。
２、掌握驻波原理测量横波波长得方法。
二、实验内容1、观察在弦上形成得驻波，并用实验确定弦线振动时驻波波长与张力得关系；２、在弦线张力不变时，用实验确定弦线振动时驻波波长与振动频率得关系;3、学习对数作图或最小二乘法进行数据处理。
三、实验原理在一根拉紧得弦线上,其中张力为，线密度为，则沿弦线传播得横波应满足下述运动方程:（1）式中x为波在传播方向(与弦线平行）得位置坐标，为振动位移.将（１)式与典型得波动方程相比较,即可得到波得传播速度：若波源得振动频率为，横波波长为，由于,故波长与张力及线密度之间得关系为:（2)为了用实验证明公式（２)成立,将该式两边取对数,得：若固定频率及线密度,而改变张力，并测出各相应波长,作ｌｏg—ｌog图,若得一直线，计算其斜率值（如为），则证明了∝得关系成立.同理,固定线密度μ及张力,改变振动频率，测出各相应波长，作loｇ-ｌog图,如得一斜率为—1得直线就验证了∝—1。
弦线上得波长可利用驻波原理测量。
当两个振幅与频率相同得相干波在同一直线上相向传播时,其所叠加而成得波称为驻波,一维驻波就是波干涉中得一种特殊情形。
在弦线上出现许多静止点，称为驻波得波节.相邻两波节间得距离为半个波长。
见图2。
图2四、实验仪器图3 仪器结构图1、机械振动器；２、振动簧片；3、弦线;4、可动刀口支架;5、标尺６、固定滑轮；7、砝码;8、实验平台实验装置如图3所示,弦线得一端系在能作水平方向振动得可调频率数显机械振动源得振簧片上;在振动装置(振动簧片中间得小孔）弦线一端通过定滑轮悬挂砝码；,在实验装置上还有一个可沿弦线方向左右移动并撑住弦线得可动刀口支架。
可动刀口支架与滑轮固定在实验平台上,其产生得摩擦力很小,可以忽略不计。
若弦线下端所悬挂得砝码(包含砝码盘)得质量为，张力.当波源振动时，即在弦线上形成向右传播得横波;当波传播到可动刀口支架与弦线相切点时，由于弦线在该点受到可动刀口支架阻挡而不能振动，当振动端簧片与可动刀口支架得弦线切点得长度等于半波长得整数倍时,即可得到振幅较大而稳定得驻波，振动簧片与弦线固定点为近似波节，弦线与动滑轮相切点为波节。
弦线上驻波的研究
频应为多少，为什么？若频率不变，则应如何改变张力，才会使弦上出现一个半波区？
弦线上驻波的研究
实验目的： 1. 加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解
2. 观察驻波波长 λ 随弦线张力 F 变化的关系
3. 用驻波法测量弦线的线密度 ρl
实验原理：
弦长 L 为 A、B 两劈尖之间的距离，均匀弦振动产生驻波的条件为：
L = nλ / 2 (n = 1, 2, 3......)
横波沿弦线传播时，横波的传播速度 υ 与张力 F 及弦线的线密度（即单位长度的
3、以 F 为横坐标， λ2 为纵坐标，作 F ~ λ2 图，验证两者间的线性关系，并求斜率
k = Δλ 2 ΔF
4、根据 k
=
Δλ 2 ΔF
关系式，推算弦线的线密度 ρl
数据表格： 1
表1
2
3
F/g
87.47
132.47 177.47
F/N
L/m
n
λ /m λ2 /m2
4 222.47
5 267.47
实验内容： 1、打开电源，启动弦振动仪，观察均匀弦振动传播时形成的驻波波形。 2、选取频率 f = 100 HZ，改变张力 Fi （每个砝码重 45g，托盘重 42.47g），每次增加 45g，微调弦长 L（通过沿着弦线方向慢慢移动支撑点 D），获得稳定、最大的振幅， 观察弦上形成不同半波个数时的驻波。记录下相应的弦线长 Li ，n，算出波长 λ（i 表 1）。
6 312.47
数据处理： 斜率 k = Δλ 2 =
ΔF
m2·N-1
弦线的线密度 ρl
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。
驻波实验实验报告
驻波实验是一种重要的物理实验，可以用来研究波动现象。
本实验通过使用声波和弦波发生器，探究了驻波现象的基本特性，实现了驻波的形成和测量，下面是实验报告：一、实验目的1.学习驻波的基本概念和形成条件；2.掌握测量驻波的基本方法和技巧；3.探究驻波的基本特性，如波长、频率、节点、腹点等。
二、实验仪器1.弦波发生器；2.频率计；3.示波器；4.弦线；5.卡尺。
三、实验原理1.驻波的概念：当两个同频率、同振幅、相向而行的波在一定范围内相遇时，它们的叠加会形成一种特殊的波动现象，叫做驻波。
在驻波中，波节和波腹分布在一定位置上，形成了波形稳定的区域。
2.驻波的形成条件：（1）两波频率相同；（2）两波振幅相等；（3）两波相向而行；（4）两波的波长相等。
3.驻波的测量方法：（1）确定两端的固定点，使弦线保持稳定；（2）调整弦波发生器的频率，使其与弦线固有频率相等；（3）在弦线上找到波节和波腹，测量它们的距离和波长；（4）计算出频率和速度。
四、实验步骤1.将弦线固定在两端，保持其稳定；2.调整弦波发生器的频率，使其与弦线固有频率相等；3.调节示波器的扫描频率，观察弦线震动的波形；4.在弦线上找到波节和波腹，用卡尺测量它们的距离，并计算波长；5.重复上述步骤，测量不同频率下的波长和频率；6.根据波长和频率计算出波速。
五、实验结果和分析1.测得的数据如下：频率（Hz）波长（m）波速（m/s）2000.801604000.401606000.271628000.2016010000.161602.分析数据可知，波速基本保持不变，为160m/s左右，符合理论值。
3.通过实验，我们发现，在一定范围内，波长和频率的乘积是一个常数，即λf=c，这也是驻波形成的条件之一。
4.我们还发现，在弦线两端固定的情况下，驻波只能在一定频率范围内形成，这是因为频率过高或过低时，波长会超过弦的长度，无法形成驻波。
六、实验结论1.驻波是两个相同频率、相同振幅、相向而行的波相遇后叠加形成的一种波动现象。
研究弦线上的驻波现象
0.0
R² = 0.9944
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0l.o5gT
2、验证横波的波长λ 与波源振动频率f 的关系 砝码加上钩码的总质量m ＝135.00×10－3Kg；上海地区的重力加速度g ＝9.794m/s2；张力T ＝135.00
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4 1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
2.05
2l.o1g0f
-0.4 1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
2.05
2l.o1g0f
×10－3×9.794＝1.325N，实验结果如表3、表4所示。
表3 给定张力的实验数据表
f /Hz
60
70
80
90
100
110
171.0
61.2
55.2
49.0
44.8
n
2
2
2
2
2
2
2
由表3计
算得：
表4 波长与频率的关系
λ /10－2m 96.60
82.40
71.00
研究弦线上的驻波现象
学号：刁净雯 韩燕
1、验证横波的波长λ 与弦线中的张力T 的关系
波源振动频率f ＝100.00Hz；m 为砝码加挂钩的质量，L 为产生驻波的弦线长度，n 为在L 长度内半波
的波数，实验结果如表1所示。（注：n 的个数取决于所选弦线的密度μ ）