圆形驻波演示实验报告

圆形驻波演示实验报告
实验名称：
圆形驻波演示实验
实验目的：
观察竖直放置的钢丝圆环因驻波引起的振动状态。

实验原理：
驻波是由于两列振动方向相同，传播方向相反的同频率的行波叠加而产生的想象。

两列波叠加使物体产生新的振动状态，即波的传播运动消失，质点只在固定位置做同频同相位振动。

两列波叠加向抵消的位置称为波节，波节两侧振动方向相反，相位相差π。

振动最剧烈的位置称为波腹。

相邻的波腹或波节间的距离相等为2
λ。

实验器材：
环形驻波演示仪，电源
实验步骤：
1、检查钢丝圆环，使环面处于竖直平面内面向操作者（现象更明显），确定钢丝圆环与振源牢固连接。

2、将演示仪接入电源，将振动频率和输出电压调至最小，打开电源。

3、等待圆环的振动达到稳定状态，观察圆环的振动情况。

4、缓慢调节振动频率，观察圆环中出项的波节与波腹的位置与个数。

5、关闭电源，将振动频率和电压调至最小。

整理实验器材。

实验现象：
接通电源后，振源振动带动圆环振动。

圆环并不以波的形式振动，而是出现固定的静止点以及振幅最大点分别称为波节和波腹，这些波节和波腹之间的距离是相等的。

波节两侧的振动频率相同相位相同，方向相反。

波节之间的质点同时达到最高点或最低点，且振幅称三角函数式分布。

缓慢调节振源频率，波节个数与位置改变。

改变电源电压，圆环振动幅度随之改变。

想象分析：
圆环下侧的振源振动，在圆环上产生两列分别向逆时针与顺时针方向振动的波。

两个波除传播方向相反外其他属性相同。

两列波叠加，如果圆环长度刚好满足
λn
l=，则会产生稳定的驻波想象。

改变振动频率，波长改变且恰好再次满足λn
l=时则会产生新的驻波。

改变电源频率则改变振源的振幅，驻波的振幅同样会改变。

注意事项：
1、振动频率与输出电压不可过大，否则会导致圆环振段伤人。

2、产生稳定的驻波需要时间，调节频率时要缓慢。

驻波的应用：
驻波广泛应用于乐器之中，无论是管乐还是弦乐都运用了驻波的原理。

管乐通过在乐器内部产生声驻波（纵波）发声，弦乐通过琴弦产生驻波（横波）发声，他们均通过共振产生动听的声音。

驻波在通讯中有着广泛的应用，驻波代表了天线发出的信号携带的能量，驻波的测量是确保通讯效果中重要的一项。