音叉实验图
医学音叉实验报告
一、实验目的1. 了解音叉的基本原理和用途;2. 掌握使用音叉进行医学诊断的方法;3. 熟悉音叉的振动特性和共振现象;4. 培养实验操作能力和观察能力。
二、实验原理音叉是一种振动发声的仪器,由两根细长的金属棒构成,两根金属棒的一端相互接触,另一端则呈自由端。
当音叉受到外力作用时,两根金属棒会同时振动,产生声音。
根据振动频率的不同,音叉可以发出不同的音调。
在医学领域,音叉主要用于听诊和诊断疾病。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:音叉、听诊器、电子秤、秒表、放大镜;2. 实验材料:橡皮筋、金属丝、酒精、棉签。
四、实验步骤1. 观察音叉的结构和外观,了解其基本构造;2. 使用电子秤测量音叉的质量,记录数据;3. 将橡皮筋套在音叉上,观察橡皮筋的振动情况;4. 使用金属丝对音叉进行微调,观察振动频率的变化;5. 使用听诊器听音叉振动发出的声音,注意音调和音量的变化;6. 使用放大镜观察音叉的振动情况,分析振动特性;7. 改变音叉的振动频率,观察共振现象;8. 使用酒精对音叉进行消毒,保持实验环境的卫生。
五、实验结果与分析1. 观察音叉的结构,发现音叉由两根细长的金属棒构成,一端相互接触,另一端呈自由端;2. 使用电子秤测量音叉的质量,记录数据为10g;3. 在橡皮筋的作用下,音叉振动频率较低,音调较低;4. 使用金属丝对音叉进行微调,发现振动频率随着金属丝长度的增加而降低;5. 使用听诊器听音叉振动发出的声音,发现音调随着振动频率的变化而变化;6. 使用放大镜观察音叉的振动情况,发现振动频率较高时,振动幅度较大;7. 改变音叉的振动频率,发现当振动频率与音叉固有频率相同时,音叉振动幅度最大,即共振现象;8. 使用酒精对音叉进行消毒,实验环境保持卫生。
六、讨论1. 音叉作为一种简单的振动发声仪器,在医学领域具有广泛的应用。
通过本实验,我们了解了音叉的基本原理和用途,掌握了使用音叉进行医学诊断的方法;2. 音叉的振动特性和共振现象是医学诊断的重要依据。
音叉频率与声音共振的实验探究
共振现象是物 体在特定频率 下产生振动的 现象
总结共振现象的特点
共振现象的特 点是振动幅度 大,振动频率 高
共振现象的发生 需要满足一定的 条件,如物体质 量、形状、材料 等
共振现象在工 程、建筑、音 乐等领域有着 广泛的应用
音叉频率与声音共振的实 验探究
汇报人:
实验目的
实验原理
实验步骤
实验结果分析
实验结论
实验目的
探究音叉频率与声音共振的关系
实验目的:探究音叉 频率与声音共振的关
系
实验原理:音叉频率 与声音共振的关系
实验方法:使用音叉 进行实验,观察音叉
的振动情况
实验结果:音叉频率 与声音共振的关系
实验结论:音叉频率 与声音共振的关系
实验步骤
准备实验器材
添加标题 添加标产生不同频率的声音 麦克风:用于接收声音信号 放大器:用于放大声音信号 示波器:用于显示声音信号的波形 频率计:用于测量声音的频率 电源:用于提供实验所需的电力
调整音叉频率
调整音叉:通过改变音叉 的长度、厚度等参数,调 整音叉的频率
01
0 2
03
04
比较不同音叉频率下的共振现象
音叉频率与共振现象的关 系:音叉频率越高,共振
现象越明显
不同音叉频率下的共振现 象:音叉频率越高,共振 现象越明显,音叉频率越 低,共振现象越不明显
共振现象的观察方法:通 过观察音叉的振动幅度和 声音的响度来判断共振现
象
共振现象的影响因素:音 叉的材质、形状、尺寸等 因素都会影响共振现象
音叉的频率测量实验
音叉的频率测量实验音叉是用于测量和调整乐器或其他机械装置音高的工具。
它是一种发声体,能够以固定频率振动产生特定的音调。
音叉的频率测量实验是物理学教育实验中常见的实践内容之一。
本文将介绍音叉的频率测量实验的原理、实验步骤和实验结果的处理。
一、实验原理在音叉的实验中,我们需要测量音叉的振动频率。
音叉的振动频率与其固有的物理特性和形状有关,通常用赫兹(Hz)作为单位。
音叉的振动频率可以通过以下公式计算:频率(Hz)= 光速(m/s)/声波在空气中的波长(m)其中,光速可取299,792,458 m/s,声波在空气中的波长可通过实验测量得到。
二、实验步骤1. 准备实验装置和材料。
需要准备一个音叉、一个频率计、一个电源、一根细线和一个克拉伦贝尔管。
2. 将音叉固定在一个水平的平面上,并保持稳定。
可以使用夹具或者其他适当的方法进行固定。
3. 将频率计连接到电源,并将频率计置于振动模式。
4. 将细线拉紧,并将其通过音叉的振动杆,使其吊在音叉下方。
5. 将克拉伦贝尔管放置在音叉旁边,调整克拉伦贝尔管的长度,使得其可以产生音叉的共振。
共振时,音叉的振幅会变大,可以通过观察音叉的振动情况来判断是否达到共振。
6. 当音叉达到共振状态时,记录下频率计显示的数值,并计算出实际的音叉振动频率。
7. 重复实验多次,取平均值,以提高测量的准确性。
三、实验结果处理在实验中,我们得到了多次测量的音叉振动频率数据。
为了准确的测量和分析实验结果,我们需要进行以下处理:1. 计算平均值。
将多次测量的数据相加,除以测量次数,得到音叉的平均振动频率。
2. 计算标准差。
标准差反映了测量数据的离散程度,可以评价实验的精确度。
通过计算多次测量结果的标准差,可以了解实验数据的可靠性。
3. 分析误差。
将实际测量值与理论值进行对比,计算误差。
误差的分析可以帮助我们评估实验的准确性和可靠性。
四、实验注意事项1. 需要在安静的环境中进行实验,以避免外界噪音对实验结果的影响。
音叉的共振实验
音叉的共振实验共振是物体在受到外界周期性激励时,出现最大振幅的现象。
音叉作为一种常见的物理实验器材,具有共振特性的研究也是物理学教学中的重要内容之一。
本文将介绍音叉的共振实验及其相关原理。
一、实验目的通过实验探究音叉的共振现象,并了解共振频率与音叉属性以及激励方式之间的关系。
二、实验器材和装置1. 音叉:选择一支固定频率的音叉作为实验对象,频率应适中,以保证实验过程中振幅变化明显。
2. 弹球:用来激励音叉的外部周期性激励装置,可以是小球或其他适宜的装置。
3. 支架:用来固定音叉的装置,保证其稳定性。
4. 示波器:用来观察音叉的振动情况。
三、实验步骤1. 将音叉固定在支架上,在音叉上端用手轻轻敲击一下,使其振动起来。
2. 同时打开示波器,将探头与音叉接触,观察示波器的屏幕显示。
3. 调节示波器的设置,以观察到音叉振动的波形,并记录下示波器显示的频率。
4. 用弹球轻轻碰撞到音叉的根部,引起音叉的共振振动。
5. 观察示波器的屏幕显示,记录下此时示波器显示的频率。
6. 重复以上步骤,改变音叉频率或激励方式,观察共振现象的变化。
四、实验数据的处理与分析1. 根据示波器屏幕显示的频率记录表格,整理并绘制音叉频率与振幅的关系曲线。
2. 分析实验结果,比较不同频率或激励方式下的共振情况和振幅变化。
3. 探究共振频率与音叉属性、激励方式之间的关系,并对实验结果进行解释和讨论。
五、实验注意事项1. 在进行实验前,确保实验器材的稳定性,避免干扰因素的影响。
2. 操作示波器时,注意调整合适的量程和触发方式,以保证观察到清晰的波形。
3. 实验过程中要注意安全,避免音叉或弹球碰撞到人眼或其他人体部位。
六、实验结果与讨论通过对共振实验的进行,我们可以得到一些结论和启示。
首先,音叉的振动频率与共振现象密切相关,当外界激励频率与音叉的固有频率相等时,共振效应最为显著。
其次,不同频率或激励方式对共振效应的影响不同,有些音叉可能对某一频率范围内的激励更敏感。
音叉的共振与声音放大实验
音叉的共振与声音放大实验音叉是一种产生纯净音调的乐器,通过共振现象将声音放大。
本文将介绍音叉的共振原理和声音放大实验,并提供操作步骤和实验结果的观察与分析。
一、音叉的共振原理音叉是由一根金属杆和两个铁片组成的,当敲击或摩擦音叉时,会产生固有频率的声音。
而共振现象指的是,在特定条件下,外界力或能量以与固有频率相同的频率作用于物体上时,会引起物体自身的振动加强。
音叉的共振原理就是利用了这一现象。
音叉的共振过程主要包括激励、共振和放大三个阶段。
首先,在敲击或摩擦音叉时,外界力会激励音叉发生振动。
然后,当外界力的频率与音叉的固有频率相同或极为接近时,共振现象发生,音叉的振幅逐渐增大。
最后,由于共振效应,音叉的振幅达到最大值,声音得以放大。
二、声音放大实验步骤1. 实验材料准备:- 一个音叉- 一个橡胶垫或软木塞- 一个干净、平整的水杯或玻璃容器- 手电筒或光源2. 实验操作步骤:a. 将音叉垫在橡胶垫上或固定于软木塞上,确保音叉完全悬空并能自由振动。
b. 取一个干净、平整的水杯或玻璃容器,将容器底部均匀涂抹薄薄的液体(如水或盐水)。
c. 轻轻敲击或摩擦音叉,使其产生振动。
d. 将音叉的振动部分靠近容器上部,小心地观察液体表面的变化。
3. 实验观察与分析:a. 当音叉的振动频率接近容器中空气的共振频率时,可以观察到液体表面产生波纹或变形。
b. 在共振频率附近,振幅变大,声音变得更响亮。
三、实验结果观察与分析在进行音叉的共振与声音放大实验时,我们可以通过观察液体表面的变化来判断共振现象的发生。
当音叉的振动频率接近容器中空气的共振频率时,液体表面会出现波纹或变形。
这是因为共振现象导致音叉的振幅增加,进而影响了容器内的空气,使其振动增强并对液体产生作用。
在共振频率附近,音叉的振幅变大,声音也随之放大。
这是因为共振效应导致能量转移更加高效,外界力以与音叉固有频率相同的频率作用于音叉上,共同推动音叉振动,使其振幅逐渐增大,从而使声音变得更响亮。
音叉的共振与频率实验
音叉的共振与频率实验音叉是一种常用的实验器材,用于研究声音和振动的特性。
本文将介绍音叉的共振现象以及如何测量音叉的频率。
一、音叉的共振现象音叉是一种能够产生特定频率的振动装置,通常由一个金属杆和两个金属叉组成。
当用力敲击音叉时,金属叉开始振动,并且产生声音。
当与音叉频率相同的外界声源接近音叉时,音叉会出现共振现象。
共振是一种能量交换的过程,外界声源的振动会增强音叉的振幅,使其发出更响亮的声音。
二、测量音叉的频率测量音叉的频率是一项重要的实验,它可以帮助我们了解音叉的特性以及应用。
下面介绍两种常见的测量方法。
1. 用频率计测量一种简单而常用的方法是使用频率计来测量音叉的频率。
将音叉的叉齿轻轻压在频率计的传感器上,通过读取频率计显示的数值即可得到音叉的频率。
这种方法适用于频率计灵敏度较高且能够测量到音叉频率范围的情况下。
频率计可以提供精确的频率数值,但需要注意将音叉与频率计传感器充分接触,以确保准确读数。
2. 用声波频率测量器测量另一种常用的方法是使用声波频率测量器来测量音叉的频率。
将音叉近距离放置在测量器的麦克风附近,使测量器可以捕捉到音叉振动产生的声波。
声波频率测量器会对音叉振动产生的声波进行分析,并给出相应的频率数值。
这种方法适用于无频率计或频率计不够灵敏的情况,但需要注意避免外界噪音的干扰。
三、音叉频率实验步骤下面将介绍一种基本的音叉频率实验步骤,以帮助您更好地理解和操作。
1. 准备实验器材首先,准备好实验所需的器材,包括音叉、频率计或声波频率测量器等。
2. 敲击音叉用力敲击音叉的金属叉部分,使之振动并发出声音。
3. 将音叉靠近频率计或声波频率测量器将音叉的叉齿轻轻压在频率计的传感器上,或将音叉近距离放置在声波频率测量器的麦克风附近。
4. 读取频率数值若使用频率计,读取频率计显示的数值即可得到音叉的频率。
若使用声波频率测量器,读取测量器显示的频率数值。
5. 多次实验取平均值为了提高数据的准确性,可多次进行实验,然后将得到的频率数值取平均值。
力学演示实验-音叉振动合成拍现象及频谱分析
音叉振动合成拍现象实验目的:观察音叉的振动声放大、共振声放大、拍振动声放大现象。
实验原理:音叉的共振现象称为共鸣。
如果两个音叉的频率相同,敲击一个音叉发声所激发的空气振动可引发另一个音叉振动发声;如果两音叉的频率不同,则不会有共鸣。
改变音叉的频率,可采用在音叉臂上附加重物的方法,例如滴蜡,绕以铜丝、套橡胶圈等。
也可以如本实验,做两个金属套环套在音叉上,金属套环可以移动,并用螺丝固定。
调节音叉臂上的金属套环的位置,则可改变音叉的频率,金属套环的质量大小决定音叉频率可改变的范围。
若所加的金属套环较重时,在音叉臂上的位置必须保持对称,否则音叉振动会衰减过快。
设受迫振动系统的角频率为,周期性策动力的角频率为,振幅为h,系统的阻尼系数为,当受迫振动达到稳态时,系统的振幅为:上式对求导,并令,可得:。
由此可知,若系统的振动阻尼可忽略,当策动力的频率接近系统的固有频率时,系统振动的振幅最大,这种现象称为共振。
当两个振动方向相同,频率略有差别的振动合成时,就会形成拍。
设两个分振动分别为:合成后的振动方程为:;这个合成的振动中,振幅为:可见,振幅是周期性变化的,其频率为:,这个频率称为拍频。
由金属材料制作的叉型物体,受打击后发生振动,为了使听觉系统能较强烈地感觉到这个振动,把音叉固定在共鸣箱上,其结构确定了频率。
两个结构完全相同的音叉,其振动频率也相同,可作共鸣演示。
当改变其中一个的结构后,两个音叉振动的频率不同,可作振动方向相同而频率不同的两个振动的合成演示。
装置:频率相同的音叉2支、橡皮锤、共鸣箱现象演示(1)将一支音叉接至共鸣箱,并用橡皮锤敲击音叉,听其振动声。
(2)将两支频率相同的带有共鸣箱的音叉1、2相对放置(两者相隔一定距离),用橡皮锤敲响音叉1,使之振动,稍待一会儿随即握住此音叉使它停振,在安静的室内可清晰地听到音叉的声响。
这是因为音叉1虽已停振,但在停振以前,通过空气振动,已迫使另一音叉2振动,因此可听到另一音叉2的共鸣声,这时的声响就是音叉2发出的。
音叉的振动实验报告
音叉的振动实验报告实验目的本实验主要目的是通过使用音叉进行振动实验,探究音叉的振动规律,并了解音叉的特性及应用。
实验器材1. 音叉2. 音叉杆3. 钳子4. 实验台5. 单脚支架6. 示波器实验原理音叉属于弹性体,当受到力的作用时,会发生弹性变形并产生振动。
音叉的振动频率主要取决于其物理性质,如材料的弹性模量、几何结构和质量等。
实验步骤1. 将音叉插入音叉杆中,并用钳子将音叉杆夹在实验台上的单脚支架上,确保音叉能够自由振动。
2. 用实验台上的示波器测量音叉的振动频率。
调整示波器的设置,确保能够准确地测量音叉的振动频率。
3. 轻轻敲击音叉,使其振动,并观察示波器上的波形。
4. 改变敲击音叉的力度和位置,观察对音叉振动频率的影响。
5. 在实验过程中记录实验数据和观察结果。
实验结果根据实际测量数据,可以得出以下结论:1. 音叉的振动频率与其材料的弹性模量有关。
通过改变材料,我们可以观察到不同频率的音叉振动。
2. 音叉的振动频率与其几何结构有关。
一般情况下,音叉的长度越长,振动频率越低。
3. 音叉的振动频率与其质量有关。
一般情况下,音叉的质量越大,振动频率越低。
实验讨论1. 在实验过程中,我们发现改变敲击音叉的力度会对振动频率产生一定影响。
较大的敲击力度会引起音叉振动振幅增大,从而导致振动频率的变化。
2. 通过观察示波器上的波形,我们可以了解到音叉的振动是周期性的,并且呈现出正弦波的形态。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了音叉的振动规律,并学习了使用示波器进行频率测量的方法。
同时,我们还通过实际操作和观察,掌握了改变音叉振动频率的方法。
这对我们进一步理解振动理论和应用具有重要意义。
参考资料[1] 高中物理教材。
乒乓球音叉实验说明
乒乓球音叉实验说明一、实验步骤1. 准备材料:乒乓球、音叉、实验台。
2. 将音叉固定在实验台上,并确保音叉的两个臂能自由振动。
3. 取起乒乓球,并将其轻轻放在音叉的一个臂上。
4. 轻轻振动音叉,使其发出声音。
5. 观察乒乓球的行为,特别是其是否被音叉的声音所激发。
二、实验原理乒乓球音叉实验是一种经典的物理实验,用以说明声波的传播和共振现象。
乒乓球在音叉的振动下,会受到声波的压力变化而振动。
当音叉的频率与乒乓球的固有频率相近时,乒乓球会受到共振的影响,产生明显的振动现象。
声波是一种机械波,通过介质的震动传播。
音叉的振动会产生一系列的震动,形成声波,并传播到周围的空气中。
当声波遇到乒乓球时,会引起乒乓球的振动。
如果乒乓球的固有频率与音叉的频率相近,乒乓球会受到共振的影响,振幅会显著增大。
这是因为共振是一种能量传递的方式,能量从音叉的振动传递到乒乓球上,使其振幅增大。
三、实验结果在进行乒乓球音叉实验时,可以观察到以下结果:1. 当音叉的频率与乒乓球的固有频率相近时,乒乓球会受到共振的影响,振幅明显增大,甚至可能被音叉的振动弹起。
2. 当音叉的频率与乒乓球的固有频率差距较大时,乒乓球的振幅较小,表现出较弱的共振现象。
3. 当音叉的频率与乒乓球的固有频率相差太大时,乒乓球几乎不会受到音叉的振动影响,振幅非常小。
四、实验应用乒乓球音叉实验不仅是一种趣味性的实验,还有一些实际应用:1. 声学研究:乒乓球音叉实验可以用于研究声波的传播和共振现象,帮助我们更好地理解声学原理。
2. 音叉校准:音叉常被用于校准乐器或其他声音设备。
通过观察乒乓球在音叉振动下的行为,可以判断音叉的频率是否准确。
3. 教学辅助:乒乓球音叉实验可以作为物理教学的一种辅助实验,帮助学生更直观地理解声波和共振的概念。
总结:乒乓球音叉实验是一种简单但有趣的物理实验,通过观察乒乓球在音叉振动下的行为,我们可以了解声波的传播和共振现象。
这个实验不仅具有一定的趣味性,还有一些实际应用,如声学研究、音叉校准和教学辅助等。
音叉的共振频率实验
音叉的共振频率实验音叉是一种常见的物理实验器材,用于研究声音和共振等现象。
本文将详细介绍音叉的共振频率实验,包括实验材料、实验步骤和实验结果分析等内容。
一、实验材料音叉:选用质量较重且质量均匀的音叉,常见的有C、D、E音调的音叉。
在此实验中我们选择C音调的音叉。
固定装置:用于将音叉固定在实验台上,保证其稳定振动。
声音传感器:用于捕捉音叉振动产生的声音信号。
振动源:用于激发音叉振动,例如其他音叉或者琴弦等。
频率计:用于测量音叉的共振频率。
实验台:提供一个平稳的工作台面,用于安装实验所需的仪器设备。
二、实验步骤1. 准备工作:(1)安装固定装置:将固定装置固定在实验台上,确保其稳定可靠。
(2)安装声音传感器:将声音传感器固定在较远的位置,避免其直接接触到音叉,以防对实验结果产生干扰。
2. 测试空气的初始频率:(1)将频率计置于待测的空气中,记录下初始频率。
(2)通过调节频率计的按钮,使其频率逐渐接近音叉的预设频率。
(3)当频率计显示数字开始变化时,表明频率计已经接收到音叉振动的声音信号,记录下此时的频率。
3. 测试音叉的共振频率:(1)固定音叉在固定装置上,使其稳定振动。
(2)用振动源激发音叉的振动,例如用其他音叉轻敲。
(3)调节频率计的按钮,使其频率逐渐接近预设的音叉共振频率。
(4)当频率计显示数字开始变化时,表明频率计已经接收到音叉振动的声音信号,记录下此时的频率。
(5)重复多次实验,取平均值以提高实验结果的准确性。
三、实验结果分析通过实验得到的共振频率数据,可以进一步分析和研究音叉的性质和振动规律。
1. 频率计的准确性和稳定性:检查实验过程中频率计的准确性和稳定性,以保证实验数据的可靠性。
2. 音叉的共振频率与质量、长度等因素的关系:通过改变音叉的质量、长度等因素,进行一系列实验,得到不同条件下的共振频率数据,进而分析这些因素对共振频率的影响。
3. 比较不同频率的音叉的共振频率:使用不同频率的音叉进行实验,比较它们的共振频率是否相同,从而验证共振频率与音叉本身特性的关系。
声学小实验
第一节声学小实验声1:发声体在振动器材:长30cm的硬塑料格尺(钢尺)过程:把硬塑料格尺的一端紧压在桌面上,另一端伸出桌面一定长度,用力拨动尺端,观察现象。
现象:尺发声时在振动。
结论:物体发声时在振动。
声2:发声体在振动器材:支架、乒乓球、细线、一组音叉。
过程:用细线将乒乓球悬挂在支架上,手握叉柄,用小锤敲击音叉,音叉发声。
把正在发声的音叉叉股逐渐靠近乒乓球,观察现象。
现象:乒乓球被弹开。
结论:一切正在发声的物体都在振动。
声3:发声体在振动器材:一盆水、一组音叉。
过程:手握叉柄,用小锤敲击音叉,音叉发声。
把正在发声的音叉叉股逐渐靠近并接触平静的水面,观察现象。
现象:平静的水面泛起层层涟漪。
结论:一切正在发声的物体都在振动。
声4:会跳舞的小人器材:扬声器、圆柱形塑料小瓶、毛刷、电路过程:把毛刷的棕毛粘在小瓶的底部,当做小人(可以装饰一下),扬声器接在有录音机的电路中,小人放在扬声器纸盆上,打开录音机放音乐即可。
现象:小人在纸盆上会随着音乐翩翩起舞。
结论:发声体在振动。
注:小人也可以用纸折成。
声5:声音的传播器材:支架、乒乓球、细线、两组相同的音叉。
过程:把乒乓球用细线悬挂在支架上,一组音叉的叉股轻靠在乒乓球上,用力敲击另一组音叉(两组音叉之间保持一定的距离,且叉股在一条直线上)。
观察现象。
现象:乒乓球被弹起。
结论:声音可以在空气中传播。
声6:声音不能在真空中传播器材:真空保温杯(双层)、胶塞、手机(或小扬声器)。
过程:用手机播放音乐,放入保温杯中(透明更好),并盖上杯盖。
如用扬声器,就要把导线穿过胶塞,把扬声器放入杯中,塞紧杯口,再接在外面的播放电路中。
现象:声音变小。
结论:声音不能在真空中传播。
声7:声音不能在真空中传播器材:真空罩、抽气筒(或大注射器)。
过程:用手机播放音乐,放入真空罩中,逐渐抽出其中的空气,听声音的变化。
现象:随着空气被抽出,声音逐渐变小。
结论:声音不能在真空中传播。
声8:固体与气体传声不同器材:两张桌子、机械手表过程:把正在走动的机械手表,放在桌面上。
音叉的振动
音叉的振动
【器材】
F256音叉(J2204型,附共鸣箱和击槌),方座支架(J1102型或其他小支架),细线,轻质小球。
【操作】
(1)用击槌敲击音叉的一个叉股(音叉臂),音叉就发出声音。
(2)如图2-1所示,使悬吊小球接触发声音叉的叉股,小球会被多次弹开。
(3)使小球接触发声音叉叉股的不同部位,可发现叉股顶端的振动最剧烈。
(4)用手握住叉股使音叉不发声。
再把静悬小球接触叉股,则小球仍保持静止。
这表明,振动停止声音就消失。
【注意事项】
(1)音叉能严格发出一定频率的声音(叉股振动时发出的泛音极少),一般用优质钢制成。
由于它十分脆硬,因此敲击时必须用配套的橡皮击槌,不得用其他硬棒。
同时要避免重击和跌落,以防音叉表面损伤或发生断裂。
(2)悬吊小球可用通草球、泡沫塑料球(用包装、防震用的硬泡沫塑料锉磨而成)、软木球等(下面有关实验中的悬吊小球同此)。
也可用乒乓球演示。
【备注】
(1)音叉受击发声时,两个叉股都在振动,但它们的振动方向是相反的,因此两叉股外侧与内侧间空气的疏密情况也恰好相反。
华科物理实验——音叉的受迫振动与共振
答:数据记录如下:
(1)
据实验数据可得:无阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.817Hz,相应的Umax=1.563V。
不确定度分析:因为是单次测量,所以 ,因为B类不确定度主要是仪器误差,故对频率 ,对电压
答:当阻尼块从音叉内侧向外沿音叉臂轴线方向平移时,阻尼会增大,故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。而当阻尼块垂直于音叉臂轴线方向平移时,阻尼会减小,故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。
2、在重复测量时,前后的实验结果可能不完全一致,可能的原因有哪些呢?
答:可能原因:
(1)实验仪器有系统误差,比如说接收装置的灵敏度,发出频率的稳定性等,这些不可避免。
3、绘制周期平方T2与质量m的关系图,分析其特点和意义。
答:数据如下:
注: s
根据实验数据,Excel软件作图如下:
据图的拟合曲线为:
结果分析:据图可知T2与m成正比,且实验测得的数据误差较小。由此可由测量音叉的振动周期来测量未知质量,并可制作测量质量和密度的传感器。
【拓展问题】
1、平移阻尼块的位置,可能会发生什么现象?
锐度计算:
结果分析:就速度共振而言,有无阻尼情况下的位移最大处的频率取值应该是一样的,但本次测量中,在无阻尼情况下,f0=263.817Hz;在有阻尼情况下,f0=263.688Hz。二者并不相等,应该是受了位移共振的影响,使得有阻尼情况下共振频率偏小。
相对误差 ,故误差可忽略。
此外,从锐度的计算来看, ,所以阻尼使得速度在共振频率附近的变化幅度略微减小,这是正常的,因为设想阻尼无穷大的情况下,速度不再变化。
故共振频率 , 0.001V
(2)
实验报告 音叉的受迫振动与共振实验
271.871 272.471 273.571 275.572
0.247 0.177 0.121 0.083
音叉自由状态幅频特性曲线
f(Hz)
268.5 270.5 272.5 274.5 276.5
由图可知,在自由状态下,音叉的共振频率为 270.572Hz,最大振幅为 1.835V。 因此,半功率点对应的幅度值约为 1.297V。通过图像可找出对应的������1 、������2 。 ������1 ≈ 270.415������������ , ������2 ≈ 270.750������������ Q= ������0 270.572������������ = = 807.678 ������2 − ������1 270.750������������ − 270.415������������
4.
ห้องสมุดไป่ตู้
锐度 Q= ������0 ������2 − ������1
������1 、������2 为半功率点对应的频率,半功率点对应的幅度为0.707A. 四、 实验过程 仪器调试:将驱动线圈与接收线圈置于音叉末端,并保持正对状态,调节两线圈至音叉的距 离。连接线路,打开音叉受迫振动与共振实验仪。调节实验仪频率至 260Hz 左右,观察电压 变化。上下调节频率,观察电压变化,找到某一频率使得电压最大,并以此调节电压幅度值 (约 1.8V)和微调线圈对正情况。之后保持线圈位置、幅度旋钮不变。 1. 测量音叉自由状态下的幅频曲线: 调节频率在共振频率上下波动 2Hz(依据电压情况) ,改变频率,测量并记录不同频 率对应的电压值。 注:在共振频率附近测量数据点相对密集些。 2. 测量不同附加质量下的音叉共振频率: 在音叉上下臂上相同位置添加不同质量的物块(5g、10g、15g、20g、25g) ,分别测 量并记录对应的共振频率。 3. 测量不同阻尼下的幅频曲线: 在音叉下方加一磁性棒,通过磁性棒对音叉的电磁力作用产生阻尼力。调节磁性棒 距音叉距离来改变阻尼大小,粗测不同阻尼下的共振频率,调节频率在共振频率上 下波动 2Hz(依据电压情况) ,改变频率,测量并记录不同频率对应的电压值。 注:在共振频率附近测量数据点相对密集些。 五、 实验数据及处理 1. 测量自由状态下的音叉幅频特性曲线: 频率 (Hz) 电压 (V) 频率 (Hz) 电压 (V) 频率 (Hz) 电压 (V) 频率 (Hz) 电压 (V)
用音叉实验探究声波的频率和波长
注意事项
在实验过程中,要确保环境的安静,避免其他声源对实 验的干扰。
在测量波长时,要确保测量尺与声波传播方向垂直,以 减小误差。
在敲击音叉时,要保持力度的一致,以确保实验结果的 准确性。
在分析实验结果时,要注意考虑实验误差的影响,如环 境因素、设备精度等。
03
数据采集与处理
数据采集方法
性有关。
误差来源及改进措施
测量误差
由于测量设备的精度限制和人为操作误差,实验结果可能 存在一定的测量误差。为减小误差,可以采用更精确的测 量设备,并进行多次测量求平均值。
环境因素
实验环境中的温度、湿度等因素可能对实验结果产生影响 。为控制环境因素,可以在恒温恒湿的实验室内进行实验 。
音叉质量
不同质量的音叉可能产生不同的实验结果。为确保实验结 果的准确性,应选用质量稳定、经过校准的音叉进行实验 。
其他可能影响因素
介质成分
不同成分的介质具有不同的声速和密度,从而影响声波的波长。
介质状态
同一介质在不同状态下(如固态、液态、气态)声速和密度也会有 所不同,因此会影响声波的波长。
压力
在某些情况下,压力变化可能会影响介质的声速和密度,从而影响 声波的波长。
06
总结归纳与拓展延伸
实验结果总结归纳
01
02
实验器材与步骤
所需器材
音叉
用于产生声波,可选择不同频率的音叉进行实验。
麦克风
用于接收音叉发出的声波,并将其转换为电信号。
示波器
用于显示声波的波形,便于观察和分析。
测量尺
用于测量声波的波长。
搭建实验装置
1. 将麦克风放置在音 叉附近,确保能够准 确接收到音叉发出的 声波。