2020年大学物理实验驻波实验(实用)

驻波实验报告

驻波实验报告The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020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 = f λ 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λf 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;。

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。

驻波实验报告

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。

驻波实验报告

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。

驻波法的实验报告

一、实验目的1. 深入理解驻波及振动合成等理论知识；2. 掌握用驻波法测定超声波在媒介中的传播速度；3. 了解压电换能器的工作原理；4. 进一步熟悉示波器等仪器的使用。

二、实验原理驻波法测量声速是基于驻波的形成原理。

当超声波在两种介质的界面发生反射时，反射波与入射波叠加形成驻波。

驻波的波节和波腹位置固定，波节间的距离等于声波波长的一半。

通过测量波节间的距离，可以计算出声波的波长，进而求出声速。

实验原理公式如下：声速 v = 波长λ × 频率 f三、实验仪器1. 超声波发生器：产生频率可调的超声波；2. 压电换能器：发射和接收超声波；3. 示波器：显示超声波信号；4. 秒表：测量时间；5. 水平仪：确保实验装置水平；6. 米尺：测量距离；7. 水平仪：确保实验装置水平；8. 软管：连接超声波发生器和压电换能器。

四、实验步骤1. 将超声波发生器连接到压电换能器，确保两者连接良好；2. 将压电换能器浸入水中，调整水平仪，确保压电换能器水平；3. 打开超声波发生器，调节频率，使超声波在水中传播；4. 使用示波器观察超声波信号，找到波节位置；5. 使用米尺测量波节间的距离，记录数据；6. 重复步骤3-5，改变频率，记录不同频率下的波节距离；7. 根据公式v = λ × f，计算不同频率下的声速；8. 分析实验数据，得出结论。

五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了不同频率下的声速数据；2. 分析实验数据，可以发现声速与频率之间的关系；3. 与理论值进行对比，发现实验结果与理论值基本吻合；4. 实验过程中，我们发现以下因素可能影响实验结果：a. 水温：水温的变化会影响声速，实验过程中应尽量保持水温稳定；b. 水质：水质的好坏会影响超声波的传播，实验过程中应确保水质清洁；c. 仪器精度：实验仪器的精度会影响实验结果，实验过程中应确保仪器精度。

六、结论1. 通过本次实验，我们掌握了驻波法测量声速的原理和方法；2. 实验结果表明，声速与频率之间存在一定关系，符合理论预期；3. 实验过程中，我们注意到了影响实验结果的因素，为今后类似实验提供了参考。

大学物理演示实验——弦驻波3页

大学物理演示实验——弦驻波3页第一页：实验名称：弦驻波实验实验原理：弦驻波是指在两端固定并受一定张力作用下的弦子上，由于弦子的振动而形成的波动现象。

当弦子振动的频率趋近于弦子固有频率时，在弦子上会形成一系列波峰和波谷，这种状态被称为驻波。

实验材料：弦子、螺钉、扳手、符合弦子长度的振动板、线圈、信号发生器、示波器。

实验过程：1.将弦子固定在一侧的螺钉上，穿过振动板并拉直。

将另一侧的弦子固定在无线电线圈上。

2.调整信号发生器的频率，使得弦子的振动频率趋近于弦子固有频率。

可以通过变化振动板的长度和张力来调整弦子的固有频率。

3.观察弦子上形成的驻波现象，并使用示波器显示出波形。

第二页：实验注意事项：1.调整弦子的长度和张力时，要注意不要使弦子太紧或者太松，以免影响实验结果。

2.在进行实验时，应该保持实验室的安静，以便于观察弦子上的驻波现象。

3.在使用示波器时，要注意将其接在弦子的两端，并调整合适的垂直放大倍数和时间基准，以便于观察驻波的波形。

实验结果分析：1.驻波现象的产生是由于弦子振动频率趋近于弦子固有频率，才能使得波峰波谷不断循环出现。

2.在一定条件下，弦子上的驻波现象稳定不动，可以提取弦子的固有频率。

3.弦子的固有频率与其长度和张力有关，通过调整长度和张力可以调节弦子的固有频率，从而控制弦子上的驻波现象。

第三页：实验结论：通过弦驻波实验，我们可以了解到驻波的产生原理和特点。

在实验中，我们可以通过调整弦子的长度和张力，使得弦子振动频率趋近于固有频率，从而使得驻波现象稳定出现。

在观察弦子上的驻波现象时，可以使用示波器显示弦子的波形，以便于更加直观的观察弦子上的波动现象。

弦子的固有频率与其长度和张力有关，通过调节这些变量可以控制弦子的固有频率，进而控制驻波现象的出现。