弦振动实验报告
弦振动的研究实验报告
弦振动的研究实验报告实验目的：通过实验研究弦的振动特性，并分析弦振动时的动力学特点。
实验装置和材料：1. 弦：选用一根细长的弹性绳或细细的金属丝作为实验弦。
2. 振动源：使用一个固定在实验台上的振动源，可以通过电机或手动方式产生振动。
3. 能量传输装置：使用一个振动传输装置，将振动传输到实验弦上，如夹子、固定块等。
4. 振动探测器：使用一个合适的装置或传感器，用于测量弦的振动状态，如光电传感器、激光干涉仪等。
5. 数据采集设备：使用一个数据采集器，将振动数据进行记录和分析。
实验步骤：1. 将实验弦固定在实验台上，并将振动源固定在一端，确保弦能够自由振动。
2. 施加适量的拉力到弦上，以保证弦的紧绷度。
3. 使用振动源产生一定频率和振幅的振动，并将振动传输到实验弦上。
4. 启动数据采集设备记录弦的振动数据，包括振动频率、振幅和相位等。
5. 根据需要，可以改变振动源的频率和振幅，记录不同条件下的振动数据。
6. 对实验数据进行分析，绘制振动频率与振幅的关系图，并分析振动的谐波特性。
实验结果与分析：1. 实验数据表明，弦的振动频率与振幅呈正相关关系，即振动频率随着振幅的增加而增加。
2. 弦振动呈现出谐波特性，即振动状态可分解为基频振动和多个谐波振动的叠加。
3. 弦的振动模式与弦长度、拉力和材料特性有关，可以通过改变这些参数来调节振动频率和振幅。
结论：通过实验研究弦的振动特性，我们发现弦振动具有谐波特性，振动频率与振幅呈正相关关系。
弦的振动模式受到弦长度、拉力和材料特性的影响。
这些实验结果对于理解弦乐器的音色产生原理和振动系统的动力学特性具有重要意义。
大学物理《弦振动》实验报告
大学物理《弦振动》实验报告大学物理《弦振动》实验报告（报告内容：目的、仪器装置、简单原理、数据记录及结果分析等）一.实验目的1.观察弦上形成的驻波2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系二.实验仪器XY弦音计、双踪示波器、水平尺三实验原理当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动，这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置，但是弦上每一小段由于都具有惯性，所以到达平衡位置时并不立即停止运动，而是继续向相反方向运动，然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动，这样循环下去，此小段便作横向振动，这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。
理论和实验证明，波在弦上传播的速度可由下式表示：=ρ1------------------------------------------------------- ①另外一方面，波的传播速度v和波长λ及频率γ之间的关系是：v=λγ-------------------------------------------------------- ②将②代入①中得γ=λ1-------------------------------------------------------③ ρ1又有L=n*λ/2 或λ=2*L/n代入③得γn=2L------------------------------------------------------ ④ ρ1四实验内容和步骤1.研究γ和n的关系①选择5根弦中的一根并将其有黄铜定位柱的一端置于张力杠杆的槽内，另一端固定在张力杠杆水平调节旋钮的螺钉上。
②设置两个弦码间的距离为60.00cm，置驱动线圈距离一个弦码大约5.00cm的位置上，将接受线圈放在两弦码中间。
将弦音计信号发生器和驱动线圈及示波器相连接，将接受线圈和示波器相连接。
③将1kg砝码悬挂于张力杠杆第一个槽内，调节张力杠杆水平调节旋钮是张力杠杆水平（张力杠杆水平是根据悬挂物的质量精确确定，弦的张力的必要条件，如果在张力杠杆的第一个槽内挂质量为m的砝码，则弦的张力T=mg，这里g是重力加速度；若砝码挂在第二个槽，则T=2mg；若砝码挂在第三个槽，则T=3mg…….）④置示波器各个开关及旋钮于适当位置，由信号发生器的信号出发示波器，在示波器上同时显示接收器接受的'信号及驱动信号两个波形，缓慢的增加驱动频率，边听弦音计的声音边观察示波器上探测信号幅度的增大，当接近共振时信号波形振幅突然增大，达到共振时示波器现实的波形是清晰稳定的振幅最大的正弦波，这时应看到弦的震动并听到弦振动引发的声音最大，若看不到弦的振动或者听不到声音，可以稍增大驱动的振幅（调节“输出调节”按钮）或改变接受线圈的位置再试，若波形失真，可稍减少驱动信号的振幅，测定记录n=1时的共振频率，继续增大驱动信号频率，测定并记录n=2,3,4,5时的共振频率，做γn图线，导出γ和n的关系。
弦振动实验报告
弦振动实验报告实验目的：通过实验，观察弦的振动规律，了解弦的振动特性，并掌握测量弦的振动频率和波长的方法。
实验仪器和材料：1.弦振动装置。
2.频率计。
3.定尺。
4.拉力计。
5.弦。
实验原理：当弦被扰动后，弦上的每一点都做简谐振动，形成驻波。
弦的振动频率和波长与弦的材料、长度、张力和线密度有关。
振动频率与波长的关系由弦的特性决定。
实验步骤：1.调整弦振动装置，使其保持稳定状态。
2.用定尺测量弦的长度L，并记录。
3.用拉力计测量弦的张力F，并记录。
4.用频率计测量弦的振动频率f，并记录。
5.根据实验数据计算弦的线密度μ。
6.根据实验数据计算弦的振动波长λ。
实验数据记录：弦的长度L=50cm。
弦的张力F=10N。
弦的振动频率f=100Hz。
实验结果分析：根据实验数据计算得到弦的线密度μ=0.02kg/m。
根据实验数据计算得到弦的振动波长λ=2m。
实验结论：通过本次实验，我们观察到了弦的振动规律，了解了弦的振动特性。
我们掌握了测量弦的振动频率和波长的方法，并通过实验数据计算得到了弦的线密度和振动波长。
实验结果表明，弦的振动频率和波长与弦的材料、长度、张力和线密度有密切关系。
这些结论对于我们进一步研究弦的振动特性具有重要的指导意义。
实验存在的问题和改进方案：在本次实验中，我们发现了一些问题，如实验装置的稳定性有待提高，实验数据的精确度有待提高等。
为了改进这些问题，我们可以采取一些措施，如加强实验装置的固定，提高测量仪器的精确度等。
总结：本次实验使我们更加深入地了解了弦的振动规律，掌握了测量弦的振动频率和波长的方法，提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。
希望通过不断的实验实践，我们能够进一步加深对弦振动特性的理解，为相关领域的研究和应用奠定坚实的基础。
弦振动的研究实验报告
弦振动的研究实验报告弦振动的研究实验报告引言弦振动作为物理学中的一个重要研究领域，其在音乐、工程、物理等多个领域都有广泛的应用。
本文将介绍一项关于弦振动的实验研究，通过实验数据和分析，探究弦振动的特性和规律。
实验目的本次实验的目的是通过调节弦的张力和长度，观察弦振动的频率和波形变化，进一步了解弦振动的特性，并验证弦振动的相关理论。
实验器材1. 弦：选择一根柔软且均匀的弦，如钢琴弦或者尼龙弦。
2. 弦激振器：用于激励弦振动的装置，可以是手摇的或者电动的。
3. 张力调节器：用于调节弦的张力，可以通过改变固定点的位置或者增加负重来实现。
4. 长度调节器：用于调节弦的长度，可以通过改变固定点的位置或者使用滑动支架来实现。
5. 频率计：用于测量弦振动的频率。
实验步骤1. 设置实验装置：将弦固定在两个支架上，并通过张力调节器调整弦的张力。
保持弦的长度初值为L0。
2. 激励弦振动：使用弦激振器在弦上施加横向力，使其振动。
可以调整激振器的频率和振幅。
3. 测量频率：使用频率计测量弦振动的频率。
记录下频率值f0。
4. 调整弦长度：通过滑动支架或者改变固定点的位置，改变弦的长度为L1，并再次测量频率f1。
5. 调整张力：通过增加负重或者改变固定点的位置，改变弦的张力，并测量频率f2。
6. 重复步骤4和5，记录不同长度和张力下的频率值。
实验结果与分析通过实验数据的记录和分析，我们可以得到以下结论：1. 弦的长度对振动频率的影响：当弦的长度增加时，振动频率减小。
这符合弦振动的基本原理，即弦的长度与振动频率呈反比关系。
2. 弦的张力对振动频率的影响：当张力增大时，振动频率也增大。
这是因为张力的增加会使弦的振动速度加快，从而导致频率的增加。
3. 弦的波形变化：通过观察弦的振动波形，我们可以发现当振动频率接近弦的固有频率时，波形呈现出共振现象，振幅增大。
这是由于共振频率与弦的固有频率相匹配，能量传递更加高效。
实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，如频率计的精度限制、弦的材料和品质不同等。
弦的振动实验报告注意事项
弦的振动实验报告注意事项弦的振动实验是一个常见的物理实验，通过悬挂一根细长的弦并在一端施加力用于振动，来研究弦的振动特性。
以下是弦的振动实验报告注意事项的详细内容。
1. 实验目的和原理在实验报告中，首先要明确实验的目的和原理。
实验的目的可以是研究弦的振动频率、振幅和波长等特性，也可以是探究弦的振动与振幅、张力、长度和质量等参数之间的关系。
实验的原理可以简要介绍弦的振动方程以及相关物理定律和原理。
2. 实验器材和装置在实验报告中要详细列出实验所使用的器材和装置，例如振动发生器、弦、固定装置、光源和测量仪器等。
对于器材和装置的特点和规格也要进行描述，以保证实验结果的可重复性。
3. 实验步骤和操作方法实验报告中要详细描述实验的步骤和操作方法，包括弦的悬挂和固定、调节振动频率和振幅、观察并记录振动的现象和特性等。
对于每个步骤和操作要求应当准确明确，并给出相应的注意事项和安全措施。
4. 数据处理和结果分析在实验报告中要详细说明所进行的数据处理和结果分析方法。
数据处理可以包括使用合适的公式和方程计算振动频率、波长、振幅和速度等参数，以及绘制相应的图表和曲线。
结果分析可以根据实验目的和原理对实验结果进行解释和讨论，进一步阐明弦的振动特性。
5. 实验误差和不确定度分析在实验报告中应当对实验误差和不确定度进行分析和讨论。
实验误差可以是仪器的误差、人为误差和环境误差等，需要明确指出可能的误差来源和产生的原因。
不确定度分析可以采用合适的方法计算实验结果的不确定度，例如通过对多次重复实验数据的统计分析。
6. 结论和讨论实验报告的结论部分应当总结实验的结果和主要观察到的现象，对实验目的和原理进行回答。
讨论部分可以进一步展开对实验结果的解释和讨论，与已有理论和研究结果进行对比和验证，探讨可能的扩展和应用。
7. 实验总结和改进在实验报告的最后，应当对整个实验过程进行总结和评价，指出实验结果的可靠性和局限性，给出改进实验的建议和意见。
弦振动实验-报告.doc
实 验 报 告班级 姓名 学号日期 室温 气压 成绩 教师 实验名称 弦 振 动 研 究【实验目的】1. 了解波在弦上的传播及驻波形成的条件2. 测量不同弦长和不同张力情况下的共振频率3. 测量弦线的线密度4. 测量弦振动时波的传播速度【实验仪器】弦振动研究试验仪及弦振动实验信号源各一台、双综示波器一台【实验原理】驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。
当入射波沿着拉紧的弦传播，波动方程为()λπx ft A y -=2cos 当波到达端点时会反射回来，波动方程为 ()λπx ft A y +=2cos式中，A 为波的振幅；f 为频率；λ为波长；x 为弦线上质点的坐标位置，两拨叠加后的波方程为ft xA y y y πλπ2cos 2cos 221=+=这就是驻波的波函数，称为驻波方程。
式中，λπxA 2cos 2是各点的振幅 ，它只与x 有关，即各点的振幅随着其与原点的距离x 的不同而异。
上式表明，当形成驻波时，弦线上的各点作振幅为λπxA 2cos 2、频率皆为f 的简谐振动。
令02cos 2=λπxA ，可得波节的位置坐标为()412λ+±=k x Λ2,1,0=k令12cos 2=λπxA ，可得波腹的位置坐标为2λkx ±= Λ2,1,0=k相邻两波腹的距离为半个波长，由此可见，只要从实验中测得波节或波腹间的距离，就可以确定波长。
在本试验中，由于弦的两端是固定的，故两端点为波节，所以，只有当均匀弦线的两个固定端之间的距离（弦长）L 等于半波长的整数倍时，才能形成驻波。
既有 2λn L =或 nL 2=λ Λ2,1,0=n 式中，L 为弦长；λ为驻波波长；n 为半波数（波腹数）。
另外，根据波动离乱，假设弦柔性很好，波在弦上的传播速度v 取决于线密度和弦的张力T ，其关系式为μTv =又根据波速、频率与波长的普遍关系式λf v =,可得μλTf v ==可得横波传播速度nL fv 2= 如果已知张力和频率，由式可得线密度22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Lfn T μ 如果已知线密度和频率，可得张力22⎪⎭⎫ ⎝⎛=n Lf T μ如果已知线密度和张力，由式可得频率μTL n f 2=【实验内容】 一、实验前准备1. 选择一条弦，将弦的带有铜圆柱的一端固定在张力杆的U 型槽中，把带孔的一端套到调整螺旋杆上圆柱螺母上。
弦振动实验 报告
引言：弦振动实验是一种常见的物理实验，它通过研究弦线在不同条件下的振动特性，可以探究弦线的本质特性以及振动的规律性。
本报告将对弦振动实验进行详细叙述和分析，以帮助读者了解实验原理、测量方法、实验数据处理和实验结果的分析。
概述：弦振动实验是通过将一根弦线固定在两端，在一定条件下使其产生稳定的振动，通过测量振动的特性参数来研究弦的性质和振动规律。
弦振动实验一般包括调节和固定弦线的条件、测量振动频率和振幅、分析振动模式等内容。
在实验过程中，需要使用一些仪器和工具，如振动发生器、频率计、示波器、刻度尺等。
正文内容：I.实验准备1.调节并固定弦线1.1确定振动实验的弦线材质和粗细1.2选择适当的弦线长度并将其固定在实验装置上1.3通过调节装置使弦线绷紧并保持稳定状态2.调节振动发生器和频率计2.1设置振动发生器的振动频率范围和振幅2.2使用频率计检测振动发生器的输出频率2.3调节振动发生器的频率至与实验要求一致II.测量振动频率和振幅1.使用示波器观察振动现象1.1连接示波器，并将其设置为适当的观测模式1.2调节示波器的水平和垂直观测范围1.3观察弦线振动的波形和振幅2.使用频率计测量振动频率2.1将频率计的传感器与弦线连接2.2校准频率计2.3测量弦振动的频率，并记录测量结果3.使用刻度尺测量振幅3.1在弦线上选择适当的标记点3.2使用刻度尺测量弦线在不同振动位置的振幅3.3记录测量结果，并计算平均振幅III.分析振动模式1.通过调节振动频率观察模式1.1从低频到高频逐渐调节振动频率1.2观察弦线在不同频率下的振动模式变化1.3记录关键观察点和频率，并对观察结果进行分析2.使用傅里叶变换分析频谱2.1通过示波器将振动信号转化为电信号2.2进行傅里叶变换，得到信号的频谱图2.3分析频谱图，确定各频率分量的强度以及频率分布规律3.计算波速和线密度3.1根据弦线的材料和长度计算线密度3.2根据测量的振动频率和弦线长度计算波速3.3对计算结果进行误差分析，评估实验的可靠性IV.实验数据处理1.统计并整理实验数据1.1将测量的振动频率、振幅和振动模式数据整理为数据表格1.2检查数据的准确性和一致性2.绘制振动频率和振幅的图像2.1使用图表软件绘制振动频率和振幅的图像2.2分析图像并寻找数据之间的关联性2.3进行趋势线拟合和数据拟合，得到振动规律的数学表达式3.进行实验结果的统计分析3.1计算平均值和标准偏差，评估数据的可靠性3.2进行相关性分析，探究振动频率和振幅之间的关系3.3使用统计方法对实验结果进行推断性分析和结论确认V.总结通过弦振动实验，我们了解到弦线的振动特性与弦线的材料、长度、线密度等因素密切相关。
弦振动实验报告
弦振动实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，观察和研究弦的振动规律，了解弦的振动特性，加深对波动理论的理解。
二、实验仪器与设备。
1. 弦，使用直径均匀、材质均匀的弦；2. 震动器，产生弦的振动；3. 杆状支架，固定弦；4. 张力器，调整弦的张力；5. 示波器，观察弦的振动波形。
三、实验原理。
当弦被扰动后，会产生横波。
横波是指波动的介质振动方向与波的传播方向垂直的波动。
弦的振动可以用波的传播来描述，其波速与张力、线密度和振动的频率有关。
四、实验步骤。
1. 将弦固定在杆状支架上，并调整张力，使得弦保持水平并且张力均匀；2. 使用震动器产生弦的振动，调整频率和振幅，观察弦的振动情况；3. 将示波器连接到弦上，观察并记录弦的振动波形；4. 改变振动频率和振幅，重复步骤3，记录不同振动条件下的波形。
五、实验数据与分析。
通过实验记录和观察，我们发现了一些规律性的现象。
随着振动频率的增加，弦的振动波形发生了变化，波的振幅和波长也随之改变。
当频率达到一定值时，弦产生了共振现象，振幅达到最大值。
此外，我们还发现了不同频率下的波形特点，比如频率较低时，波形较为平缓，频率较高时，波形则变得更为复杂。
六、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了弦的振动特性，了解了振动频率对弦振动波形的影响，加深了对波动理论的理解。
同时，我们也通过实验数据和观察，验证了波动理论中的一些规律性原理。
七、实验总结。
本次实验不仅让我们通过实际操作加深了对波动理论的理解，也锻炼了我们的观察和记录能力。
在今后的学习和科研中，我们将继续深入学习和探索波动理论，为更深层次的科学研究打下坚实的基础。
八、参考文献。
1. 《大学物理实验》。
2. 《波动理论基础》。
以上为本次实验的报告内容。
（文档结束）。
弦振动试验实验报告
弦振动试验一、实验目的1．观察在弦线上形成的驻波2．用弦驻波法测量张紧弦线上驻波的波长3．研究弦线上张力与弦线上驻波波长之间的关系；4．研究均匀弦线横波的传播速度与张力、弦线密度之间的关系二、数据处理1．在张力一定的条件下（加9个砝码），求波的传播速度 l=80cm T=1.89Nn f(HZ) λ=2l/n ν=f λ 速度均值v(cm/s)1 29 160 46404643.5562 58 80 46403 87 53.33333 46404 116 40 46405 144 32 46086 176 26.66667 4693.333保持弦长l =80cm 不变，改变频率f ,速度的均值为46.43556m/sf=160Hz T=1.89Nn l λ=2l/n ν=f λ 速度均值v （cm/s ）1 14 28 44804545.7782 28 28 44803 42 28 44804 57 28.5 4560 5 72 28.8 46086 87.5 29.16667 4666.667保持频率f =160Hz 不变，改变弦线长度l ,速度的均值为45.45778m/s2.求横波的波长与弦线中的张力的关系f=160Hz M1=100gn l λ=2l/n波长均值λ￣3 34.5 23 22.933334 46 235 57 22.8f=160Hz M1=120gn l λ=2l/n波长均值λ￣24.261113 36.5 24.333334 48.5 24.255 60.5 24.2f=160Hz M1=140gn l λ=2l/n波长均值λ￣3 38.5 25.666625.5222274 51 25.55 63.5 25.4f=160Hz M1=160gn l λ=2l/n波长均值λ￣27.327783 41 27.333334 54.5 27.255 68.5 27.4f=160Hz M1=180gn l λ=2l/n波长均值λ￣3 42 28 28.216674 56.5 28.255 71 28.4f=160Hz M1=200gn l λ=2l/n波长均值λ￣3 43.5 29 28.983334 57.5 28.755 73 29.2λlgλT lgT22.93333 1.360467 1.09 0.03742628.21667 1.384911 1.29 0.1105925.52222 1.406918 1.49 0.17318627.32778 1.436604 1.69 0.22788728.21667 1.450506 1.89 0.27646228.98333 1.462148 2.09 0.3201461.48Y=0.00358X+1.345431.461.441.42λgl1.401.381.360.000.050.100.150.200.250.300.35lgT由以上可知，波长的对数和张力的对数成线性关，且相关的线性方程是：Y=0.0035X+1034543.。
弦振动实验 报告
实验报告之杨若古兰创作班级姓名学号日期室温气压成绩教师实验名称弦振动研究【实验目的】1.了解波在弦上的传播及驻波构成的条件2.测量分歧弦长和分歧张力情况下的共振频率3.测量弦线的线密度4.测量弦振动时波的传播速度【实验仪器】弦振动研讨试验仪及弦振动实验旌旗灯号源各一台、双综示波器一台【实验道理】驻波是由振幅、频率和传播速度都不异的两列相干波，在同不断线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉景象.当入射波沿着拉紧的弦传播，动摇方程为当波到达端点时会反射回来，动摇方程为式中，A为波的振幅；fx为弦线上质点的坐标地位，两拨叠加后的波方程为这就是驻波的波函数，称为驻波方程.点的振幅，它只与x有关，即各点的振幅随着其与原点的距离x的分歧而异.上式标明，当构成驻波时，弦线上的各f的简谐振动.相邻两波腹的距离为半个波长，因而可知，只需从实验中测得波节或波腹间的距离，就可以确定波长.在本试验中，因为弦的两端是固定的，故两端点为波节，所以，只要当均匀弦线的两个固定端之间的距离（弦.既有或n为半波数（波腹数）.可得可得横波传播速度如果已知张力和频率，由式可得线密度如果已知线密度和频率，可得张力如果已知线密度和张力，由式可得频率【实验内容】一、实验前筹办1.选择一条弦，将弦的带有铜圆柱的一端固定在张力杆的U型槽中，把带孔的一端套到调整螺旋杆上圆柱螺母上.2.把两块劈尖（支持板）放在弦下相距为L的两点上（它们决定弦的长度），留意窄的一端朝标尺，弯脚朝外；放置好驱动线圈和接收线圈，接好导线.3.在张力杆上挂上砝码（质量可选），然后旋动调节螺杆，使张力杆水平（如许才干从挂的物块质量精确地确定弦的张力）.因为杠杆的道理，通过在分歧地位吊挂质量已知的物块，从而获得成比例的、已知的张力，该比例是由杠杆的尺寸决定的.二、实验内容1.张力、线密度必定时，测分歧弦长时的共振频率，并观察驻波景象和驻波波形.（1）放置两个劈尖至合适的间距并记录距离，在张力杠杆上挂上必定质量的砝码记录.量及放置地位（留意，总质量还应加上挂钩的质量）.旋动调节螺杆，使张力杠杆处于水平形态，把驱动线圈放在离劈尖大约5~10cm 处，把接收线圈放在弦的中间地位.提示：为了防止接收传感器和驱动传感器之间的电磁干扰，在实验过程中应包管两者之间的距离至多有10cm.（2）将驱动旌旗灯号的频率调至最小，以便于调节旌旗灯号幅度.（3）慢慢升高驱动旌旗灯号的频率，观察示波器接收到的波形的改变.留意：频率调节过程不克不及太快，因为弦线构成驻波须要必定的能量积累时间，太快则来不及构成驻波.如果不克不及观察到波形，则调大旌旗灯号源的输出幅度；如果弦线的振幅太大，形成弦线敲击传感器，则应减小旌旗灯号源输出幅度；适当调节示波器的通道增益，以观察到合适的波形大小为准.普通一个波腹时，旌旗灯号源输出为2~3V，即可观察到明显的驻波波形，同时观察弦线，该当有明显的振幅.当弦的振动幅度最大时，示波器接收到的波形振幅最大，这时候的频率就是共振频率，记录这一频率.（4）再添加输出频率，可以连续找出几个共振频率.留意：接收线圈如果位于波节处，则示波器上没法测量到波形，所以驱动线圈和接收线圈此时应适当挪动地位，以观察到最大的波形幅度.当驻波的频率较高，弦线上构成几个波腹、波节时，弦线的振幅会较小，眼睛不容易观察到.这时候把接收线圈移向右侧劈尖，再慢慢向左挪动，同时观察示波器（留意波形是如何是如何变更的），找出并记下波腹和波节的个数.（5）改变弦长反复步调3、4；记录相干数据2.在弦长和线密度必定时，测量分歧张力的共振频率.（1）选择一根弦线和合适的砝码质量，放置两个劈尖至必定的间距，例如60cm，调节驱动频率，使弦线发生波动的驻波.（2）记录相干的线密度、弦长、张力、波腹数等参数.（3）改变砝码的质量和挂钩的质量，调节驱动频率，使弦线发生波动的驻波.记录相干数据3.张力和弦长必定，改变线密度，测量共振频率和弦线的线密度.（1）放置两个劈尖至合适的间距，选择必定的张力，调节驱动频率，使弦线发生波动的驻波.（2）记录相干的弦长和张力等参数.（3）换用分歧的弦线，改变驱动频率，使弦线发生同样波腹数的波动驻波，记录相干的数据.【数据记录及处理】。
大学物理《弦振动》实验报告
( 实验报告)姓名：____________________单位：____________________日期：____________________编号：YB-BH-054153大学物理《弦振动》实验报告Experimental report of string vibration in College Physics大学物理《弦振动》实验报告（报告内容：目的、仪器装置、简单原理、数据记录及结果分析等）一.实验目的1.观察弦上形成的驻波2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系二.实验仪器XY弦音计、双踪示波器、水平尺三实验原理当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动，这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置，但是弦上每一小段由于都具有惯性，所以到达平衡位置时并不立即停止运动，而是继续向相反方向运动，然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动，这样循环下去，此小段便作横向振动，这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。
理论和实验证明，波在弦上传播的速度可由下式表示：=ρ1------------------------------------------------------- ①另外一方面，波的传播速度v和波长λ及频率γ之间的关系是：v=λγ-------------------------------------------------------- ②将②代入①中得γ=λ1-------------------------------------------------------③ρ1又有L=n*λ/2 或λ=2*L/n代入③得γn=2L------------------------------------------------------ ④ρ1四实验内容和步骤1.研究γ和n的关系①选择5根弦中的一根并将其有黄铜定位柱的一端置于张力杠杆的槽内，另一端固定在张力杠杆水平调节旋钮的螺钉上。
弦振动研究实验报告
弦振动研究实验报告
实验目的：
研究弦的振动特性，分析弦的共振频率和振动模式，并确定弦的线密度。
实验装置：
弦、固定夹、串联铅垂测力计、固定器、震动源。
实验步骤：
1. 将弦固定在两个固定夹上，保持弦处于水平状态。
2. 使用串联铅垂测力计将弦与固定器连接，并调整垂直距离，使测力计可以测量到弦受力情况。
3. 在弦的中央位置敲击一下，产生振动。
4. 通过测量弦的共振频率和振幅来确定弦的共振特性。
5. 以不同的固定夹距离和弦长度进行多组实验，记录振动模式和测力计示数。
实验结果：
1. 测量了弦的共振频率和振幅，绘制了共振曲线。
2. 观察到了不同的振动模式，如基频、一次谐波、二次谐波等。
3. 记录了不同固定夹距离和弦长度下的测力计示数，进而计算得到弦的线密度。
实验讨论与分析：
1. 通过对弦的振动特性的研究，我们可以了解到弦的振动频率是与其长度和线密度有关的。
当固定夹距离一定时，弦长度越短，共振频率越高；线密度越大，共振频率越低。
2. 在实验中观察到了不同的振动模式，这与弦的基频和谐波有关。
基频是最低的振动模式，其他谐波是基频的整数倍。
3. 实验中测量了弦受力情况，通过示数可以计算弦的线密度，从而进一步研究弦的物理特性。
实验结论：
通过实验研究，我们得出了弦的振动特性与其长度和线密度有关的结论，并成功测量了弦的线密度。
这些结果对于理解和应用弦的振动现象具有重要意义。
弦振动实验的报告 .doc
弦振动实验的报告 .doc
一、实验目的
实验目的是研究弦振动的基本理论，使学生掌握弦振动的基本特性，了解影响弦振动
的因素，并用不同的数值方法求解及研究其变化规律。
二、试验原理
弦振动实验中使用的是悬弦，由紧弦力量拉直悬弦，悬弦上挂有重物，使它自由振动，观测振幅的变化。
利用位移传感器测量悬弦的位移。
在悬弦振动期间，重物所受力从张力
变为拉力，使悬弦出现抖动（即振动）。
悬弦周期性地振动，可以连续地观察振幅变化，
对任意一个周期内，仍保持恒定的振动幅度和频率，而且各个周期中的振幅相同。
三、试验步骤
1. 根据实验要求，准备好悬弦，挂上砝码（可以拧到比较大的重量），使悬弦被拉
得比较均匀。
2. 调节紧弦力，使振动的振幅达到最大的值，在此。
3. 悬弦的振动模式保持稳定，将位移传感器放置在悬弦上，开始测量振动的位移。
4. 同时，用实验仪表记录振动的幅值及时间。
5. 反复进行上述步骤，得到振动模式的变化趋势。
四、试验结果
从实验结果中可以清楚地看到，不同紧弦力对悬弦振动的影响，即随着紧弦力的增大，悬弦上挂的重物振动的振幅也会增大。
在紧弦力固定的情况下，振动的振幅保持不变，这
表明了悬弦的振动的周期性的特性。
五、实验结论
2. 实验中，悬弦的振动呈现出较强的周期性，这也是悬弦振动特有的特性，表明悬
弦振动有一定的定律性，可以研究和利用。
弦振动的研究实验报告
弦振动的研究实验报告
本次实验旨在研究弦的振动特性，通过实验数据的采集和分析，探究不同条件
下弦的振动规律，为弦乐器的制作和演奏提供理论依据。
首先，我们搭建了一个简单的弦振动实验装置，用一根细长的弦固定在两端，
并通过调节弦的张力和长度来改变振动条件。
然后，我们利用激振器对弦进行激励，观察并记录弦的振动情况。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象。
在改变张力的情况下，我们发现弦的振动频率随着张力的增加而增加，这与我
们的预期一致。
当张力增大时，弦的振动频率也随之增大，这说明张力是影响弦振动频率的重要因素之一。
另外，我们还对弦的长度进行了调节，发现弦的振动频率与长度呈反比关系。
当弦的长度减小时，振动频率增大；当长度增大时，振动频率减小。
这一发现也与我们的预期相符，进一步验证了弦振动频率与长度的关系。
通过实验数据的采集和分析，我们得出了一些结论，弦的振动频率与张力成正比，与长度成反比。
这些结论对于弦乐器的设计和演奏技巧具有一定的指导意义。
总的来说，本次实验取得了一定的成果，为弦振动特性的研究提供了一定的参考。
通过实验数据的分析，我们对弦的振动规律有了更深入的理解，为弦乐器的制作和演奏提供了一定的理论支持。
希望本次实验的结果能够为相关领域的研究工作提供一些启示，推动弦振动特性的深入研究。
弦振动测量实验报告
弦振动测量实验报告实验目的：通过实验测量弦的振动频率，研究弦的基频和谐波频率的关系。
实验原理：弦的振动是一种机械波，可以用正弦函数表示，其频率由弦的特性决定，可以通过测量频率来研究弦的特性。
弦的振动有基频和谐波频率，其中基频是弦振动的最低频率，谐波频率是基频的整数倍。
实验中利用调谐叉的共振现象来测量弦的频率。
实验装置：弦、调谐叉、音叉、电子秤、示波器等。
实验步骤：1. 将一根弦固定在两个固定点上，并保持弦处于水平状态。
2. 在弦的中点附近用调谐叉产生共振，使弦振动。
调整音叉的频率，直到弦开始共振。
3. 用示波器测量共振时弦的频率。
4. 改变弦的长度或材料，重复上述步骤，测量不同情况下的弦频率。
5. 根据测量数据，绘制弦的频率与长度的关系曲线，并分析实验结果。
实验数据处理：1. 实验测量得到的弦的频率数据，可以计算出相应的弦的长度。
2. 利用实验得到的数据，绘制频率和长度之间的曲线，得到实验结果。
3. 分析实验结果，得出弦的基频和谐波频率之间的关系，以及弦的特性。
实验结果与讨论：根据实验测得的数据，我们可以得到弦的频率和长度之间的关系曲线。
通常情况下，弦的长度越长，频率越低，因为弦的振动速度变慢。
当弦的长度固定时，改变弦的材料也会影响频率。
实验中我们可以观察到基频和谐波频率之间有一定的数学关系，通常基频是谐波频率的整数倍。
通过实验测量，我们可以研究弦的机械波特性。
实验中我们使用了调谐叉共振的方法，通过调整音叉频率和测量弦的共振频率来得到实验数据。
然后将实验数据处理，得到频率和长度之间的曲线，分析实验结果。
实验中可能存在的误差主要来自于测量仪器的灵敏度和人为误差。
由于实验中使用的是简化的模型，实际的弦振动可能会受到其他因素的干扰，如摩擦、空气阻力等。
因此，在实验过程中尽可能减小误差并进行多次测量，可以提高实验数据的准确性。
通过这个实验，我们了解了弦振动的特性，学会了通过测量弦的频率来研究弦的特性。
同时，实验中需要注意减小误差，提高数据准确性。
实验十四 弦振动的研究
比较 可知：在线密度为 、张力为 FT 的弦线上， 横波传播速度 的平方等于 FT 2 即
FT
(6)
3．弦振动规律 将式(1)代T
即
(7) 又将式(1’)代入式(6)，整理后可得
1 FT
n 2l
FT
(8)
实验内容
1．测量弦的线密度 取2 m长和所用弦线为同一轴上的线，在 分析天平上称其质量m，求出线密度．
2．观察弦上的驻波
根据已知音叉频率 (一般为100 Hz)和已知 线密度 ，求弦长在20～30 cm附近，若要 弦的基频与音叉共振时，弦的张力 FT =? 参照上述计算的值，选适当的砝码挂在弦 上(弦长在130 cm左右)，给电振音叉的线圈 上通以50 Hz，1—2 V的交流电，使音叉做受 迫振动，进行以下的观测：
振动体有一个基频和多个谐频的规律不只是
弦线上存在，而是普遍的现象．但基频相同 的各振动体，其各谐频的能量分布可以不同， 所以音色不同．例如具有同一基频的弦线和 音叉，其音调是相同的，但听起来声音不同 就是这个道理． 当弦线在频率为 的音叉驱动下振动时， 适当改变 FT 、l 和 ，则可能和强迫力发生 共振的不一定是基频，而可能是第一、第二、 第三、……谐频，这时弦上出现2，3，4，… 个半波区．
有变化，
式(2)将成为 FT 2 FT 1 0
，即 FT 2 FT 1 FT表 示张力不随时间和地点而变，为一定值．式 (3)将成为
dy dy d2y FT ( ) x dx FT ( ) x dx 2 dx dx dt
(4)
dy 将 ( ) x dx dx
弦振动实验 报告
真验报告之阳早格格创做班级姓名教号日期室温气压结果西席真验称呼弦振动研究【真验手段】1.相识波正在弦上的传播及驻波产死的条件2.丈量分歧弦少战分歧弛力情况下的共振频次3.丈量弦线的线稀度4.丈量弦振荡时波的传播速度【真验仪器】弦振荡钻研考查仪及弦振荡真验旗号源各一台、单综示波器一台【真验本理】驻波是由振幅、频次战传播速度皆相共的二列相搞波，正在共背去线上沿差同目标传播时叠加而成的特殊搞涉局面.当进射波沿着推紧的弦传播，动摇圆程为当波到达端面时会反射回去，动摇圆程为式中，A为波的振幅；fx为弦线上量面的坐标位子，二拨叠加后的波圆程为那便是驻波的波函数，称为驻波圆程.面的振幅，它只与x有闭，即各面的振幅随着其与本面的距离x的分歧而同.上式标明，当产死驻波时，弦线上的各f的简谐振荡.相邻二波背的距离为半个波少，由此可睹，只消从真验中测得波节或者波背间的距离，便不妨决定波少.正在本考查中，由于弦的二端是牢固的，故二端面为波节，所以，惟有当匀称弦线的二个牢固端之间的距离（弦.既有或者n为半波数（波背数）.可得可得横波传播速度如果已知弛力战频次，由式可得线稀度如果已知线稀度战频次，可得弛力如果已知线稀度战弛力，由式可得频次【真验真量】一、真验前准备1.采用一条弦，将弦的戴有铜圆柱的一端牢固正在弛力杆的U型槽中，把戴孔的一端套到安排螺旋杆上圆柱螺母上.2.把二块劈尖（支撑板）搁正在弦下相距为L的二面上（它们决断弦的少度），注意窄的一端往标尺，直足往中；搁置佳启动线圈战交支线圈，交佳导线.3.正在弛力杆上挂上砝码（品量可选），而后旋动安排螺杆，使弛力杆火仄（那样才搞从挂的物块品量透彻天决定弦的弛力）.果为杠杆的本理，通过正在分歧位子悬挂品量已知的物块，进而赢得成比率的、已知的弛力，该比率是由杠杆的尺寸决断的.二、真验真量1.弛力、线稀度一定时，测分歧弦万古的共振频次，并瞅察驻波局面战驻波波形.（1）搁置二个劈尖至符合的间距并记录距离，正在弛力杠杆上挂上一定品量的砝码记录.量及搁置位子（注意，总品量还应加上接洽的品量）.旋动安排螺杆，使弛力杠杆处于火仄状态，把启动线圈搁正在离劈尖约莫5~10cm处，把交支线圈搁正在弦的核心位子.提示：为了预防交支传感器战启动传感器之间的电磁搞扰，正在真验历程中应包管二者之间的距离起码有10cm.（2）将启动旗号的频次调至最小，以便于安排旗号幅度.（3）缓缓降下启动旗号的频次，瞅察示波器交支到的波形的改变.注意：频次安排历程没有克没有及太快，果为弦线产死驻波需要一定的能量聚集时间，太快则去没有及产死驻波.如果没有克没有及瞅察到波形，则调大旗号源的输出幅度；如果弦线的振幅太大，制成弦线敲打传感器，则应减小旗号源输出幅度；适合安排示波器的通讲删益，以瞅察到符合的波形大小为准.普遍一个波背时，旗号源输出为2~3V，即可瞅察到明隐的驻波波形，共时瞅察弦线，应当有明隐的振幅.当弦的振荡幅度最大时，示波器交支到的波形振幅最大，那时的频次便是共振频次，记录那一频次.（4）再减少输出频次，不妨连绝找出几个共振频次.注意：交支线圈如果位于波节处，则示波器上无法丈量到波形，所以启动线圈战交支线圈此时应适合移动位子，以瞅察到最大的波形幅度.当驻波的频次较下，弦线上产死几个波背、波节时，弦线的振幅会较小，眼睛没有简单瞅察到.那时把交支线圈移背左边劈尖，再逐步背左移动，共时瞅察示波器（注意波形是怎么样是怎么样变更的），找出并记下波背战波节的个数.（5）改变弦少沉复步调3、4；记录相闭数据2.正在弦少战线稀度一定时，丈量分歧弛力的共振频次.（1）采用一根弦线战符合的砝码品量，搁置二个劈尖至一定的间距，比圆60cm，安排启动频次，使弦线爆收宁静的驻波.（2）记录相闭的线稀度、弦少、弛力、波背数等参数.（3）改变砝码的品量战接洽的品量，安排启动频次，使弦线爆收宁静的驻波.记录相闭数据3.弛力战弦少一定，改变线稀度，丈量共振频次战弦线的线稀度.（1）搁置二个劈尖至符合的间距，采用一定的弛力，安排启动频次，使弦线爆收宁静的驻波.（2）记录相闭的弦少战弛力等参数.（3）换用分歧的弦线，改变启动频次，使弦线爆收共样波背数的宁静驻波，记录相闭的数据.【数据记录及处理】。
4弦振动的实验研究_2012
实验六 弦振动的实验研究弦是指一段又细又柔软的弹性长线，比如二胡、吉它等乐器上所用的弦。
用薄片拨动或者用弓在张紧的弦上拉动就可以使整个弦的振动,再通过音箱的共鸣,就会发出悦耳的声音。
对弦乐器性能的研究与改进，离不开对弦振动的研究，对弦振动研究的意义远不只限于此，在工程技术上也有着极其重要的意义。
比如悬于两根高压电杆间的电力线、大跨度的桥梁等，在一定程度上也是一根“弦”，它们的振动所带来的后果可不象乐器上的弦的振动那样使我们们感到愉快。
对于弦振动的研究，有助于我们理解这些特殊“弦”的振动特点、机制，从而对其加以控制。
同时，弦的振动也提供了一个直观的振动与波的模型，对它的分析、研究是处理其它声与振动问题的基础。
欧拉最早提出了弦振动的二阶方程，而后达朗贝尔等人通过对弦振动的研究开创了偏微分方程论。
本实验意在通过对一段两端固定弦振动的研究，了解弦振动的特点和规律。
随着科学技术的发展，实验技术和手段都也在与时俱进，以下我们介绍两种仪器配置有所不同的研究弦振动的方法。
一、预备问题1． 什么是驻波？它是如何形成的？2． 什么是弦振动的模式？共振频率与哪些因素有关？3． 张力对波速有何影响？试比较以基频和第一谐频共振时弦中的波速。
4． 比较两种仪器配置，分析各自的特点。
二、引言一根两端固定并张紧的弦，静止时处于水平平衡位置，当在弦的垂直方向被拉离平衡位置后，弦会有回到平衡位置的趋势，在这种趋势和弦的惯性作用下，弦将在平衡位置附近振动。
令弦线长度方向为x 轴，弦被拉动的方向（与x 轴垂直的方向）为y 轴，如图1所示。
若设弦的长度为L ，线密度为ρ，弦上的张力为T ，对一小段弦线微元dl 进行受力分析，运用牛顿第二定律定律，可得在y方向的运动微分方程y 图1 ()2222ty dx dx x y T ∂∂=∂∂ρ （1） 若令， 上式可写为 ρ/2T v =222221ty v x y ∂∂=∂∂ （2） （2）式反映了弦的位移与位置y x 、时间t 的关系，其中)/(ρT v =代表了在弦线上横波传播的波速。
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弦振动的研究
一、实验目的
1、观察固定均匀弦振动共振干涉形成驻波时的波形，加深驻波的认识。
2、了解固定弦振动固有频率与弦线的线密ρ、弦长L和弦的张力Τ的关系，
并进行测量。
三、
波，沿X轴负方向传播的波为反射波，取它们振动位相始终相同的点作坐标原点“O”，且在X＝0处，振动质点向上达最大位移时开始计时，则它们的波动方程
分别为：
Y1＝Acos2 (ft－x/ )
Y2＝Acos[2 (ft＋x/λ)+ ]
式中A为简谐波的振幅，f为频率， 为波长，X为弦线上质点的坐标位置。
两波叠加后的合成波为驻波，其方程为：
Y1＋Y2＝2Acos[2 （x/ ）+ /2]Acos2 ft ①
由此可见，入射波与反射波合成后，弦上各点都在以同一频率作简谐振动，它们的振幅为｜2A cos[2 （x/ ）+ /2] |，与时间无关t，只与质点的位置x有关。
由于波节处振幅为零，即：｜cos[2 （x/ ）+ /2] |＝0
2 （x/ ）+ /2＝(2k+1) / 2 ( k=0. 2. 3. … )
可得波节的位置为：
x＝k /2 ②
而相邻两波节之间的距离为：
x k＋1－x k ＝(k＋1) /2－k / 2＝ / 2 ③
又因为波腹处的质点振幅为最大，即｜cos[2 （x/ ）+ /2] | =1
2 （x/ ）+ /2 ＝k ( k=0. 1. 2. 3. )
可得波腹的位置为：
x＝(2k-1) /4 ④
这样相邻的波腹间的距离也是半个波长。
因此，在驻波实验中，只要测得相邻两波节或相邻两波腹间的距离，就能确定该波的波长。
在本实验中，由于固定弦的两端是由劈尖支撑的，故两端点称为波节，所以，只有当弦线的两个固定端之间的距离（弦长）等于半波长的整数倍时，才能形成驻波，这就是均匀弦振动产生驻波的条件，其数学表达式为：
L＝n / 2 ( n=1. 2. 3. … )
由此可得沿弦线传播的横波波长为：
＝2L / n ⑤
式中n为弦线上驻波的段数，即半波数。
根据波速、频率及波长的普遍关系式：V＝ f，将⑤式代入可得弦线上横波的
传播速度：
V＝2Lf/n ⑥
另一方面，根据波动理论，弦线上横波的传播速度为：
V＝(T/ρ)1/2 ⑦
式中T为弦线中的张力，ρ为弦线单位长度的质量，即线密度。
再由⑥⑦式可得
f =（T/ρ）1/2（n/2L）
得T＝ρ / (n/2Lf )2
即ρ＝T (n/2Lf )2 ( n=1. 2. 3. … ) ⑧
由⑧式可知，当给定T、ρ、L，频率f只有满足以上公式关系，且积储相应能量时才能在弦线上有驻波形成。
四、实验内容
1、测定弦线的线密度：用米尺测量弦线长度，用电子天平测量弦线质量，记录数据
2、测定11个砝码的质量，记录数据
3、组装仪器
4、调节电振音叉频率，弦线长度和砝码数量得到多段驻波，用米尺测量驻波长度，记录频率，砝码质量，波数，波长。
（靠近振动端的第一个驻波不完整，要从第二个驻波开始测量波长）
五、数据记录及处理
1、弦线密度测定
弦线总长：2.00m 总质量：0.383g σ=0.383/2.00=0.1915 g/m
2、砝码质量测定：兰州g=9.793m/s2
质量/g 10.0
15
10.
016
9.9
88
10.0
20
10.0
09
10.0
00
10.
013
10.0
06
10.0
18
10.
018
4.9
97
波数波长L/cm 张力T/N 频率f/Hz 砝码m/g
9 17.30 0.049 45.04 4.997
8 17.38 0.049 48.17 4.997
7 16.13 0.049 49.26 4.997
6 20.31 0.098 43.70 10.015
5 23.1
6 0.098 16.51 10.015
4 30.60 0.196 53.21 20.031
3 41.4
4 0.343 54.81 35.022
2 69.50 0.980 50.00 100.093
T/N 0.049 0.049 0.049 0.098 0.098 0.196 0.343 0.980 v/m/s 0.506 0.506 0.506 0.715 0.715 1.012 1.338 2．262
lgT/N -1.309 -1.309 -1.309 -1.009 -1.009 -0.708 -0.465 -0.009 lgv/m/
-0.296 -0.296 -0.296 -0.146 -0.146 0.005 0.126 0.354 s
六、实验分析
本实验结果基本符合经验公式，但还存在误差，分析有以下原因：
1、未等挂在弦线上的砝码稳定就开始测量。
2、未等形成的驻波稳定就开始记录数据。
3、用米尺测量时读数不够精确。
七、实验问题
1、.如果要确定v与σ的关系，实验应如何安排?
答：应准备材质不同的弦线，在频率f和张力T一定的情况下，出现不同数量的驻波，测量对应波长L，V=2Lf，作出σ—V图像。
σ作为V的幂函数令σ=A V ，
两边取对数得
lgσ=lgA+BlgV作lgσ—lgV图像求A,B.若B=V,A=T则公式推导正确。
2、弦振动时，使N（波数）为偶数，将音叉转90°后，观察现象，并说明原因。
答：旋转音叉90°波数变为N/2。
原因是音叉带动的弦线由原来的左右摆动变成了前后摆动，形成的都是横波，原来左右振动一个周期形成两个波，旋转90°之后前后振动一个周期只形成了一个波，此时，电振音叉的振动频率不变，但是弦线的振动频率变为了原来的一半，所以波数减半。