振动与波演示实验
大学物理机械振动和机械波ppt课件
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驻波形成条件及其性质分析
Chapter
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驻波产生条件及特点描述
产生条件
两列沿相反方向传播、振幅相同、频 率相同的波叠加。
特点描述
波形不传播，能量在波节和波腹之间 来回传递，形成稳定的振动形态。
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驻波能量分布规律探讨
能量分布
驻波的能量主要集中在波腹处，波节处能量为零。
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04
多普勒效应原理及应用举例
Chapter
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多普勒效应定义及公式推导
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定义
当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这种现象 称为多普勒效应。
公式推导
设波源发射频率为f0，波速为v，观察者与波源相对运动速度为vr，则观察者接收到的 频率为f=(v±vr)/v×f0，其中“+”号表示观察者向波源靠近，“-”号表示观察者远离
Chapter
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非线性振动概念引入和分类
非线性振动定义
描述系统振动特性不满足叠加原理的振动现象。
分类
根据振动性质可分为自治、非自治、周期激励和 随机激励等类型。
与线性振动的区别
线性振动满足叠加原理，而非线性振动则不满足 。
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26Biblioteka 混沌理论基本概念阐述混沌定义
确定性系统中出现的内在随 机性现象。
受迫振动
物体在周期性外力作用下所发生的振动。
共振现象
当外力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅达到最大的现象。
演示声音的发生实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解声音的产生原理；2. 掌握实验操作步骤；3. 通过实验验证声音的产生与振动的关系。
二、实验器材1. 扬声器；2. 话筒；3. 电脑；4. 音频播放软件；5. 信号发生器；6. 连接线；7. 示波器；8. 实验桌。
三、实验原理声音是由物体振动产生的，当物体振动时，会带动周围的空气分子产生振动，从而形成声波。
声波在空气中传播，当遇到人耳时，耳膜振动，产生听觉。
四、实验步骤1. 将扬声器与话筒分别连接到电脑上，并打开音频播放软件；2. 在播放软件中，选择一个频率较高的音频文件，例如1000Hz；3. 打开信号发生器，将输出信号连接到扬声器和话筒；4. 打开示波器，将示波器的输入信号连接到扬声器；5. 打开电脑，播放音频文件，观察示波器上的波形变化；6. 改变音频文件的频率，观察示波器上的波形变化；7. 关闭实验器材，整理实验场地。
五、实验结果与分析1. 当播放音频文件时，示波器上出现正弦波形，说明扬声器在振动；2. 随着音频文件频率的变化，示波器上的波形也发生变化，说明声音的频率与振动频率有关；3. 当音频文件频率较高时，示波器上的波形幅度减小，说明声音的强度与振动幅度有关。
六、实验结论1. 声音是由物体振动产生的，振动频率越高，声音的频率越高；2. 振动幅度越大，声音的强度越大；3. 通过实验验证了声音的产生与振动的关系。
七、实验心得1. 本次实验使我更加深入地了解了声音的产生原理；2. 在实验过程中，我学会了如何使用实验器材，提高了自己的动手能力；3. 通过实验，我认识到理论知识与实践操作相结合的重要性。
八、实验总结本次实验成功地验证了声音的产生与振动的关系，使我对声音的产生原理有了更深入的了解。
在实验过程中，我学会了如何使用实验器材，提高了自己的动手能力。
在今后的学习和工作中，我将不断积累实践经验，提高自己的综合素质。
第2篇一、实验目的1. 了解声音的产生原理；2. 掌握声音传播的条件；3. 探究不同材料和结构对声音特性的影响；4. 培养实验操作能力和观察能力。
震动与波动的研究方法物理教案
震动与波动的研究方法物理教案标题：震动与波动的研究方法物理教案引言：震动与波动是物理学中重要的研究内容，涉及到许多实际应用。
本篇教案将介绍一些常用的研究方法，以帮助学生更好地理解、学习震动与波动的知识。
一、实验目的本实验旨在通过几个简单实用的实验，探究震动与波动的基本特性和研究方法，以培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、实验器材与试剂1. 弹簧振子装置2. 弹簧3. 弹簧振子支架4. 摆线器5. 直尺6. 计时器7. 实验台8. 手摇发声器9. 波箱10. 直流电源三、实验步骤与结果1. 实验一：弹簧振子的周期与振幅关系研究a) 将弹簧振子装置固定在实验台上。
b) 用直尺测量弹簧振子的自然长度，并记录下来。
c) 将弹簧振子拉伸至不同的振幅，用计时器计时振子的振动周期数，并记录下来。
d) 分析数据，绘制振幅与周期的关系曲线。
2. 实验二：摆线器的周期与摆长关系研究a) 将摆线器悬挂在实验台上。
b) 用直尺测量摆线器的摆长，并记录下来。
c) 释放摆线器，用计时器计时摆线器的摆动周期数，并记录下来。
d) 分析数据，绘制摆长与周期的关系曲线。
3. 实验三：声音的传播速度测量a) 在实验室内设置合适的距离，将手摇发声器固定在一端。
b) 在另一端放置接收器，用计时器记录从发声到接收到声音的时间间隔。
c) 计算声音的传播速度。
4. 实验四：波浪传播的观察与分析a) 使用波箱产生水波，并观察波浪的形状、传播速度等。
b) 改变波长、振幅等参数，观察波浪的变化，并记录下来。
c) 分析观测数据，总结波浪传播的规律。
四、实验总结通过上述实验，学生深入了解了震动与波动的基本特性以及研究方法。
同时，他们也学会了如何进行实验、记录实验数据、分析实验结果并得出结论。
这将有助于提高他们对震动与波动的理解和兴趣。
五、延伸拓展为了进一步加深学生对震动与波动的理解，可以邀请专家来学校进行科学讲座，介绍更多有趣的实际应用，如音乐中的声波、电磁波的传播等。
波的演示实验报告
一、实验目的1. 了解波的传播规律和波动现象；2. 通过实验观察波的干涉、衍射和反射等现象；3. 理解波动方程及其应用。
二、实验原理1. 波的传播：波是振动在介质中传播的过程，可以分为纵波和横波。
纵波是指振动方向与波的传播方向相同的波，如声波；横波是指振动方向与波的传播方向垂直的波，如光波。
2. 波的干涉：当两列或多列波相遇时，会发生干涉现象。
干涉现象可以分为相长干涉和相消干涉。
3. 波的衍射：波在传播过程中遇到障碍物或通过狭缝时，会发生衍射现象。
衍射现象是波的基本特性之一。
4. 波的反射：波在传播过程中遇到界面时，会发生反射现象。
反射现象遵循反射定律。
三、实验仪器1. 波源：产生不同频率和振幅的波；2. 障碍物：模拟实际中的障碍物；3. 屏幕或接收器：观察波的传播和衍射现象；4. 计时器：测量波的传播时间；5. 数据采集器：记录实验数据。
四、实验步骤1. 将波源、障碍物和屏幕或接收器按照实验要求摆放好。
2. 打开波源，调节波源频率和振幅，观察波的传播现象。
3. 观察波在遇到障碍物时的反射现象，记录反射波的传播方向。
4. 观察波通过狭缝时的衍射现象，记录衍射波的传播方向和衍射角。
5. 通过实验观察波的干涉现象，记录干涉条纹的分布。
6. 利用计时器测量波的传播时间，计算波的传播速度。
7. 利用数据采集器记录实验数据，进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 观察到波在传播过程中发生反射现象，反射波与入射波遵循反射定律。
2. 观察到波通过狭缝时发生衍射现象，衍射波的传播方向和衍射角与波源频率、狭缝宽度等因素有关。
3. 观察到波在遇到障碍物时发生干涉现象，干涉条纹的分布与波源频率、障碍物间距等因素有关。
4. 根据实验数据计算波的传播速度，与理论值进行比较，分析误差原因。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了波的传播规律和波动现象。
2. 通过观察波的干涉、衍射和反射等现象，加深了对波动方程及其应用的理解。
震动与波的传播的实验
震动与波的传播的实验一、引言震动与波的传播是物理学中重要的研究对象，它们在许多领域都有广泛的应用。
本实验旨在通过一系列实验操作，观察和探究震动与波的传播特性，并进一步加深对其工作原理的理解。
二、实验目的1. 了解震动和波的定义、性质以及传播方式；2. 通过实验观察和测量，验证波的传播特性，包括波的反射、折射和干涉；3. 学习使用适当的实验仪器和测量工具，提高实验操作能力；4. 掌握实验数据处理与分析的方法。
三、实验材料1. 波箱；2. 波形发生器；3. 信号发生器；4. 反射板；5. 凹透镜；6. 实验计算机软件。
四、实验内容1. 实验一：波的反射1. 将波形发生器连接到波箱，产生一定频率和幅度的波；2. 将波箱放置在平坦的水平面上，并且固定；3. 在波箱前方放置一个反射板，调整反射板的位置，使得波箱发出的波能够正常反射；4. 通过观察波的反射过程，记录并分析反射角度和入射角度之间的关系。
2. 实验二：波的折射1. 将波形发生器连接到波箱，产生一定频率和幅度的波；2. 在波箱中央放置一个凹透镜，并固定在凹透镜上方；3. 调整波形发生器和凹透镜的相对位置，使得波能够通过凹透镜，并且发生折射；4. 通过测量和记录入射角、折射角以及波在折射过程中的频率变化，分析波的折射特性。
3. 实验三：波的干涉1. 将信号发生器连接到波箱，产生两个不同频率的波；2. 将两个波平行地从不同的波源处发出，使它们在某一点相遇；3. 通过调整信号发生器的频率，观察和记录波的干涉现象，如增强干涉、衍射等；4. 分析波的干涉规律，如干涉条纹的间距和颜色变化。
五、实验步骤1. 搭建实验装置并确保各仪器连接正确；2. 调整波形发生器和信号发生器的参数，使其产生合适的波；3. 将实验一、实验二的各步骤进行反复实验，并记录观察到的数据；4. 完成实验三的观察和记录；5. 停止实验并关闭实验仪器。
六、数据处理与分析1. 对实验一和实验二的数据进行整理，绘制相应的散点图和线图；2. 根据实验数据，计算反射角、入射角、折射角等相关参数，并进行比较分析；3. 利用图形软件绘制波的干涉图，定量测量干涉条纹的间距和颜色变化。
振动和波演示实验研究
实验四：振动和波演示实验研究实验目的：熟悉中学课本中介绍的振动图像描绘，受迫振动和共振演示以及水波干涉、衍射实验的方法和操作技能，以及在物理教学中的作用和教学要求；通过实验体验方法的特点和不足；通过观察、操作改进的实验装置，初步认识发现、分析和解决中学物理实验问题的必要性和重要性，培养独立地分析和解决问题的能力。
实验的教学目的：振动与波是物理学的重要基础容之一，随着近代物理学的发展, 越来越清楚地说明它是不可缺少的容但由于振动与波的运动形式比较复杂, 本实一改传统的实验仪器，采用简单的沙漏和沙子等贴近生活的道具，有对比有创新，增加学生学习兴趣，增强实验操作能力。
实验教学要求：让学生更易的观察振动图像以及知道振动的性质——竖直和水平方向的运动是怎样的。
把抽象的振动运动和受迫振动更加好的展示给学生看，尤其注意形成的波形图的振幅和周期的成因。
其次让学生自己动手对振动更进一步的了解，印象更加深刻。
也锻炼学生的实验能力。
该实验在这一章里面的意义：对于学习振动和波这一章节，概念较为抽象，学生对波形图、振动图像概念较为模糊，本节的实验恰好很好的演示了后者，对于振动图像可用其他教具演示。
此实验设计巧妙，操作简单，学生也更易的操作实验，可重复实验。
实验仪器：砂摆装置、针管、J2221型受迫振动演示仪、发波水槽、磁力驱动共振仪、喷水式振动图像描绘仪实验原理：在不考虑阻力的情况下，让沙漏从一小角度摆动，使其做往返运动，kx=，运动为简谐运动，在力的作用下做往返运动，简谐运动F-是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。
在摆动的过程中，沙子会一直下漏，在下面匀速推动纸板，就得到波动图像。
实验的基本方法，实验过程（仪器安装与调节，实验现象，数据记录，实验结果）:把支架调平衡，利用实验室的简单仪器（铁架台、铁架子、漏斗、细绳、软胶管、注射器）连接好双线摆摆实验装置，并借助导轨、小车带动置于小车上的玻璃板，若记录振动波信息的是水，则置于其上的是书法水写布，若记录振动波信息的是沙子，则置于其上的是玻璃塑胶板，并撤去软胶管、注射器。
物理小实验――声音振动的演示
物理小实验――声音振动的演示
一、实验名：声音振动的演示
二、实验目的：
1. 明确声音是由物体振动而产生的，理解声音是一种机械波；
2. 通过观察声波在不同媒介中的传播情况，掌握声音的传播规律；
3. 发现声音的频率与音高的关系。
三、实验器材：
声发生器、CRO示波器、音叉、喇叭、万用表等
四、实验步骤：
1. 启动声发生器并将其接上示波器的通道1，调整频率为可听到的声音（如1kHz）；
2. 用音叉和喇叭分别接收声波，并将其接上示波器的通道2；
3. 观察示波器上两个波形的关系，记录并分析结果；
4. 将喇叭上的气孔封上后，再次观察两个波形的关系，记录并分析结果；
5. 改变声发生器的频率，观察两个波形的变化，记录并分析结果。
五、实验结果分析：
1. 实验结果表明，声波是由物体的振动而产生的；
2. 声波在空气与固体中传播的速度是不同的，但在同一介质中，声波的传播速度是恒定的；
3. 声波的频率与音高成正比，频率越高，则音高越高。
六、教学反思：
1. 实验操作简单易行，能够直观地展示声音的产生和传播；
2. 实验过程中，需要适时引导学生记录、观察、分析实验结果；
3. 实验的观察与分析具有一定主观性，需要对结果进行较为严谨的处理。
偏振演示实验报告
1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振理论的理解。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和条件。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，验证马吕斯定律。
4. 了解自然光、线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光等不同偏振态的特点。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
在垂直于光传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向。
当光矢量保持在固定平面上振动时，这种光称为偏振光。
根据光矢量的振动方向和光传播方向的相对关系，偏振光可以分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
1. 线偏振光：光矢量在垂直于光传播方向的平面内沿一条直线振动。
2. 椭圆偏振光：光矢量在垂直于光传播方向的平面内沿椭圆轨迹振动。
3. 圆偏振光：光矢量在垂直于光传播方向的平面内沿圆形轨迹振动。
偏振光可以通过以下方法产生和检验：1. 产生偏振光：利用偏振片、波片等光学元件对自然光进行选向。
2. 检验偏振光：利用偏振片、波片等光学元件对光进行偏振态分析。
三、实验仪器1. 光具座2. 激光器3. 偏振片（两块）4. 波片（1/4波片、1/2波片）5. 光电探测器6. 激光功率计7. 记录仪1. 将激光器发出的光通过偏振片1，得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，得到椭圆偏振光。
3. 将椭圆偏振光通过1/2波片，得到圆偏振光。
4. 将圆偏振光通过偏振片2，观察透射光的强度变化，验证马吕斯定律。
5. 将线偏振光通过1/4波片，观察透射光的偏振态变化，分析椭圆偏振光和圆偏振光的特点。
五、实验结果与分析1. 通过偏振片1和1/4波片，观察到透射光的强度变化，验证了马吕斯定律。
2. 通过1/4波片，观察到透射光的偏振态变化，证明了椭圆偏振光和圆偏振光的存在。
3. 通过偏振片2，观察到透射光的强度变化，进一步验证了马吕斯定律。
六、实验结论1. 光的偏振现象是光的重要特性之一，可以通过偏振片、波片等光学元件产生和检验。
2. 马吕斯定律是描述偏振光透射强度与入射光偏振态之间关系的重要规律。
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第三章 振动与波
3.1简谐振动的合成
一、实验目的：
1、演示同方向、同频率的两个简谐振动合成。
2、演示同方向、不同频率的两个简谐振动合成，了解拍现象及其产生条件。
3、演示相互垂直、不同频率两个简谐振动的合成，了解李萨如图形的产生条件。
二、实验装置：
图3.1.1简谐振动合成演示仪
三、实验原理：
1、两个同方向、同频率的简谐振动的合成。
设有两个同方向同频率简谐运动 )cos(111φω+=t A x
)cos(222φω+=t A x 这两个简谐运动的合位移x 可表示为
21x x x +=
利用旋转矢量法可求出合位移x ，如图3.1.2所示 根据平行四边形法则，可得合位移为 )cos(φω+=t A x
结论：两个同方向同频率简谐运动的合振动仍是简谐运动。
其合振幅和初相
图 3.1.2 用旋转矢量法
求振动的合成
O
为
)cos(212212
221φφ-++=
A A A A A
2
2112
211cos cos sin sin tg φφφφφA A A A ++=
讨论：
(1)若相位差 πφφk 2)(12=- ),2,1,0( ±±=k ，则21A A A +=合振动加强。
(2)若相位差 πφφ)12()(12+=-k ),2,1,0( ±±=k ，则||21A A A -=合振动减弱。
其它情形下，合振幅为2121||A A A A A +<<- . 2、两个同方向不同频率简谐运动的合成。
当两个同方向不同频率的简谐运动合成时，情况比较复杂，合振动一般不再是简谐运动。
如果两个分振动频率较大而频率之差很小，其合振动的振幅不是恒量，而是随时间变化，就声振动而言，这种变化的振幅使响度
发生变化，这种现象称为拍。
上述现象，可用图3.1.3说明。
3、两个相互垂直的同频率简谐运动合成 设有两个相互垂直同频率的简谐运动。
)cos(11φω+=t A x )cos(22φω+=t A y
将两式中的t 消去，可得合成振动轨迹方程
)(sin )cos(2122
122
12
22212φφφφ-=--+A A xy A y A x
图 3.1.3 拍。