弦振动实验中几个应注意问题的探讨

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弦振动的研究实验报告心得50字

弦振动的研究实验报告心得50字

弦振动的研究实验报告心得50字
今天,我来到了实验室做弦振动的研究。

通过这次活动,我不仅观察了一些以前从未见过、听说过的现象,更重要的是培养了我实事求是的科学态度,并锻炼了自己设计实验方案和动手操作的能力。

下面就谈谈我在这个课题中获得的体会与心得:实验步骤
我们首先用超声波对振子进行测量,再把振子固定在平台上。

之后就开始测量钢尺和振子的相互作用力。

因为小球与振子有摩擦力存在,所以加减砝码的速度必须控制好,还要考虑小球运动时受到的阻力等等问题。

最后在进行电子秤称量时需要保持振子是水平放置。

由于小球可以使钢尺绕点 O 转动,当钢尺经过某一位置时记录下拉力
大小即可。

当做完实验后,已是晚上八点多钟,回家时感觉浑身酸痛,腰也疼,但是这却让我明白了“世上无难事,只怕有心人”这句话的真正含义,也增强了自己战胜困难的决心。

看来这项研究对以后的学习生活很有帮助!心得体会
然后开始测量钢尺和弹簧的相互作用力。

因为小球与振子有摩擦力存在,所以加减砝码的速度必须控制好,还要考虑小球运动时受到的阻力等等问题。

最后在进行电子秤称量时需要保持振子是水平放置。

由于小球可以使钢尺绕点 O 转动,当钢尺经过某一位置时记录下拉
力大小即可。

当做完实验后,已是晚上八点多钟,回家时感觉浑身酸痛,腰也疼,但是这却让我明白了“世上无难事,只怕有心人”这句话的真正含义,也增强了自己战胜困难的决心。

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弦振动实验的心得体会范文(19篇)

弦振动实验的心得体会范文(19篇)

弦振动实验的心得体会范文(19篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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弦振动规律研究实验指导书

弦振动规律研究实验指导书

弦振动规律研究实验指导书俸用格一:注意事项二:弦振动规律研究实验基本原理三:弦振动规律研究综合实验仪操作指南四:参考表格海南大学物理实验室一:注意事项1.进入实验室不可移动、摆弄实验台/桌上的所有仪器用具。

以免拉断仪器间的连接电缆/线、改变教师设置好的各种实验参数!2.实验结束后必需经任课教师检查你所使用的实验仪器与用具,器具完好无损方可离开实验室!3.实验过程中不可盲目转动示波器面板各旋钮,连线时务必正确使用探笔以免损坏探笔探针和内部芯线!4.实验过程中不可用手触碰弦线和电磁传感器线圈表面!5.实验过程中千万不可接错驱动传感器和接收传感器!6.实验过程中驱动与接收传感器不可靠得太近,以免相互产生干扰,通过观察示波器中的接收波形可以检验干扰的存在。

当他们靠得太近时,波形会改变。

为了得到较好的测量结果,至少两传感器的距离应大于cm10。

7.悬挂,、更换砝码以及砝码杆水平调节时务必动作轻巧,以免使弦线崩断,造成砝码坠落而发生事故。

二:弦振动规律研究实验基本原理【实验目的】1、巩固示波器的使用方法和操作技巧。

2、了解驻波形成的基本条件与弦振动的基本规律。

3、测量不同弦长和不同张力时弦振动的共振频率。

4、测量弦线的线密度。

5、测量弦振动时波的传播速度。

【实验仪器】301FB 型弦振动研究实验仪与弦振动实验信号源各1台,双踪示波器1台。

【实验原理】正弦波沿着拉紧的弦传播,可用式(1)来描述:)(2cos 1λπxt f y y m -⨯= (1)如果弦的一端被固定,那么当波到达固定端时会反射回来,反射波可表示为:)(2cos 1λπxt f y y m +⨯= (2)在保证这些波的振幅不超过弦所能承受的最大振幅时,两束波叠加后的波方程为: )2cos()/2cos(2t f x y y m ⋅⋅⋅=πλπ (3)等式的特点:当时间固定为0t 时,弦的形状是振幅为)2cos(20t f y m ⋅⋅π的正弦波形。

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。

大学物理实验弦振动课后反思

大学物理实验弦振动课后反思

大学物理实验弦振动课后反思系统误差,实验误差系统误差。

表示弦振动的基频与弦长S成反比,与拉力F的平方根成正比。

一般误差分为系统误差、实验误差和系统误差两部分误差,主要是实验和环境带来的,就像一楼真空实验弦的长度精度一样。

这是必然的,也是必然的。

如果引起振动的频率很复杂(例如冲击或宽带振动),系统通常会“挑选”出它的共振频率以该频率振动,实际上系统会滤除其他频率。

误区分析固有频率是某种物质特有的固定振动频率。

我们知道每种物质都会振动。

但由于物质中微观粒子的不同,每种物质的频率也不同。

材料在一定频率的外力作用下,会随着外力的频率发生振动,物理学上称为强迫振动。

但由于能量消耗,强制振动的幅度会更小。

当外力的频率与材料的固有频率相同时,振幅将达到最大值。

即发生共振!这也是共振频率。

大学物理弦振动实验思考题解答1.当来自两个波源的两个波沿同一直线向相反方向传播时,它们是否会形成驻波:是的。

驻波形成的条件是两波的振幅和振动方向相同,相位差恒定。

当它们沿相同方向传播时会产生驻波。

在实验中,由入射波和反射波的相干性形成驻波。

当然,反射波可以用同一波源产生的另一种波代替进行实验。

2、细绳的粗细和弹力对实验的影响:粗细会影响实验的观察效果。

对于同样的材料,越厚,重力阻力的影响越大,节点越短。

弹性会影响振幅的变化。

弹性越好,实验中观察到的结果越明显。

当然,不均匀的厚度也会使谐振频率不稳定,阻碍驻波的产生。

形成原理波的波幅相同,频率相同,向相反方向传播的波,在波叠加时形成。

那么,如何让两个波传播的方向相反,并且两个波的幅值和频率相同呢?在实践中,通常使用波的反射。

例如,当声波传播到固定端时,弦上的驻波会反射。

反射波以与入射波相反的方向传播,具有相同的幅度和频率。

因此,入射波和反射波的叠加形成驻波。

对于管内的驻波,当声波传播到封闭端时,入射波和反射波叠加形成驻波。

以上内容参考:百科-驻波。

弦振动的实验报告

弦振动的实验报告

弦振动的实验报告弦振动的实验报告引言弦振动是物理学中的一个经典现象,也是许多实验室中常见的实验项目之一。

通过对弦的振动进行观察和测量,可以深入了解波动和振动的基本特性。

本实验报告旨在介绍弦振动实验的步骤、观察结果以及对结果的分析和解释。

实验目的本实验的主要目的是研究弦振动的基本特性,包括频率、振幅和波长之间的关系。

通过实验,我们将验证弦振动的频率与弦长、张力以及弦的线密度之间的关系,并探究弦振动的谐振现象。

实验装置和材料1. 弦:使用一根细长的弹性绳或钢丝,确保其能够产生明显的振动。

2. 张力装置:使用两个固定的支架,将弦固定在适当的张力下。

3. 振动源:使用一个手柄或者电动机激发弦的振动。

4. 频率计:用于测量弦振动的频率。

5. 尺子:用于测量弦的长度。

6. 夹子:用于调整弦的张力。

实验步骤1. 将弦固定在张力装置上,并调整张力,使弦保持适度的紧绷状态。

2. 用尺子测量弦的长度,并记录下来。

3. 使用振动源激发弦的振动,注意保持振动的幅度适中。

4. 使用频率计测量弦振动的频率,并记录下来。

5. 重复上述步骤,分别改变弦的长度和张力,并记录相应的频率。

实验结果在进行弦振动实验时,我们记录了不同弦长和不同张力下的振动频率。

通过对实验数据的分析,我们得到了以下结果:1. 弦长与频率的关系:在保持张力和振动幅度不变的情况下,我们发现弦长与频率之间存在着线性关系。

当弦长增加时,频率减小;当弦长减小时,频率增大。

2. 张力与频率的关系:在保持弦长和振动幅度不变的情况下,我们发现张力与频率之间也存在着线性关系。

当张力增大时,频率增大;当张力减小时,频率减小。

3. 弦振动的谐振现象:我们观察到,在特定的弦长和张力下,弦能够产生谐振现象。

谐振是指弦振动的频率与其固有频率完全匹配的现象,此时振动幅度最大。

结果分析与解释根据实验结果,我们可以得出以下分析和解释:1. 弦长与频率的关系:弦振动的频率与其长度之间存在线性关系,这符合弦振动的基本原理。

弦振动实验报告思考

弦振动实验报告思考

一、实验背景与目的弦振动实验是大学物理力学实验中的一个基础实验,旨在通过实验观察和研究弦的振动现象,验证波动理论,并加深对弦振动原理的理解。

本次实验主要研究了弦的驻波形成、波长与张力的关系、频率与弦长、张力和线密度的关系等。

二、实验原理1. 驻波的形成:当两列振幅相同、频率相同、传播方向相反的波相遇时,它们会发生干涉现象。

在弦上,入射波和反射波相遇,形成驻波。

驻波的特点是波节和波腹的分布,波节处振动始终为零,波腹处振动最大。

2. 波长与张力的关系:根据波动理论,弦上横波的波长λ与弦的张力T成正比,即λ ∝ √T。

3. 频率与弦长、张力和线密度的关系:弦上横波的频率f与弦长L、张力T和线密度μ的关系为f = 1/(2L)√(T/μ)。

三、实验内容与步骤1. 实验器材:电动音叉、滑轮、弦线、砝码、钢卷尺、双踪示波器等。

2. 实验步骤:(1)将弦线固定在滑轮上,一端通过音叉与电动音叉相连,另一端悬挂砝码,调节弦的张力。

(2)开启电动音叉,观察弦线振动,调整砝码,使弦线形成驻波。

(3)用钢卷尺测量驻波的波长,记录数据。

(4)改变弦长,重复上述步骤,观察波长与弦长的关系。

(5)改变张力,重复上述步骤,观察波长与张力的关系。

(6)用双踪示波器观察弦振动的波形,记录数据。

四、实验结果与分析1. 实验结果显示,当弦长、张力改变时,驻波的波长也随之改变。

这与实验原理中的波长与张力的关系相符。

2. 实验结果显示,弦振动的频率与弦长、张力和线密度的关系符合理论公式。

当弦长增加时,频率降低;当张力增加时,频率增加;当线密度增加时,频率降低。

3. 通过双踪示波器观察弦振动的波形,可以清晰地看到波节和波腹的分布,进一步验证了驻波的形成。

五、实验思考与讨论1. 实验中,弦的张力对驻波的形成和波长、频率的影响至关重要。

在实际应用中,如何准确测量和调节弦的张力,是保证实验结果准确的关键。

2. 实验中,驻波的形成与弦线的振动方向有关。

弦振动研究实验报告

弦振动研究实验报告

弦振动研究实验报告弦振动研究实验报告引言弦振动是物理学中一个重要的研究领域,对于理解声音、乐器演奏、结构工程等方面都具有重要意义。

本实验旨在通过实验观察和数据分析,探究弦振动的基本原理和特性。

实验目的1. 研究弦振动的基本原理和特性。

2. 通过实验观察和数据分析,验证弦振动的频率与弦长、张力和质量的关系。

3. 探究不同条件下弦振动的共振现象。

实验装置与方法本实验使用的装置包括弦线、定滑轮、振动发生器、频率计和质量块等。

具体实验步骤如下:1. 将弦线固定在两个支架上,并通过定滑轮使弦线保持水平。

2. 在弦线上固定一个质量块,调整张力。

3. 将振动发生器连接到弦线上,并调节频率。

4. 使用频率计测量弦线的频率。

5. 重复步骤2-4,改变质量块的质量、张力和弦长等条件。

实验结果与分析通过实验观察和数据分析,我们得到了以下结果:1. 频率与弦长的关系:在保持张力和质量不变的情况下,我们改变了弦长。

实验结果显示,随着弦长的增加,频率呈现出递减的趋势。

这与理论预测相符,即频率与弦长成反比关系。

2. 频率与张力的关系:在保持弦长和质量不变的情况下,我们改变了张力。

实验结果表明,随着张力的增加,频率也随之增加。

这符合理论预测,即频率与张力成正比关系。

3. 频率与质量的关系:在保持弦长和张力不变的情况下,我们改变了质量。

实验结果显示,随着质量的增加,频率呈现出递减的趋势。

这与理论预测相符,即频率与质量成反比关系。

4. 共振现象:我们在实验中发现了共振现象。

当振动发生器的频率与弦的固有频率相等时,弦会出现共振现象,振幅显著增大。

这说明共振频率与弦的固有频率相匹配。

结论通过本实验的观察和数据分析,我们得出以下结论:1. 弦振动的频率与弦长成反比关系,与张力和质量成正比关系。

2. 弦振动会出现共振现象,当振动发生器的频率与弦的固有频率相等时,振幅显著增大。

这些结论对于理解弦振动的基本原理和特性具有重要意义。

在实际应用中,我们可以根据这些关系来设计和调整乐器的音调,以及优化结构工程中的弦悬挂系统。

弹簧振子实验注意事项及常见问题解决方案

弹簧振子实验注意事项及常见问题解决方案

弹簧振子实验注意事项及常见问题解决方案弹簧振子实验是物理实验中常见的实验之一,通过对弹簧振子的研究,可以更好地理解振动的性质和规律。

为了确保实验的准确性和顺利进行,以下是一些弹簧振子实验的注意事项及常见问题解决方案。

注意事项:1. 实验器材:在进行弹簧振子实验前,首先要检查实验器材是否完好。

确保弹簧松紧度适中,没有断裂或变形的情况。

同时,需要确认质量挂在弹簧上的挂物是否均匀,并且没有损坏。

2. 实验环境:实验室环境对实验结果也有一定影响,确保实验室内温度稳定,并远离震动源。

避免实验台面晃动或有其他干扰因素。

3. 实验准确性:在进行实验时,需要准确测量弹簧振子的周期、振幅和质量等参数。

使用准确的计时工具,并进行多次测量取平均值,以提高实验结果的准确性。

4. 安全措施:实验过程中需要注意安全,避免弹簧振子撞击到其他物体或人员。

同时,在实验时可以戴上安全眼镜和手套,以防意外发生。

常见问题解决方案:1. 实验数据异常:如果实验中获得的数据存在异常情况,首先要检查实验器材是否放置正确,并且质量是否均匀挂在弹簧上。

同时,确认振子的初始条件是否设置正确。

2. 振幅过大或过小:当弹簧振子的振幅过大或过小时,可以调整挂物质量的大小来改变振幅。

增加或减小挂物质量,可以改变振子的质量分布,从而改变振幅。

3. 摩擦力影响:如果弹簧振子的实验中存在摩擦力对振动的影响,可以尝试减小摩擦力对振子的作用。

可以在弹簧两端或支撑摩擦面上涂抹适量的润滑剂,减小摩擦力的大小。

4. 振动周期不稳定:如果弹簧振子的周期不稳定,可能是由于外界的干扰引起的。

可以尝试使用隔音材料将实验器材隔离,减小外界噪音的干扰。

总结:弹簧振子实验是一个重要的物理实验,通过对注意事项的仔细遵守以及对常见问题的合理解决方案,能够保证实验结果的可靠性和准确性。

同时,在进行实验时也要注重安全,避免实验器材带来的伤害。

通过不断的实践和总结,我们可以更好地理解弹簧振子的特性和规律,进一步深化对振动学的认识。

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大学物理弦振动实验报告一、实验目的1.通过实验观察弦振动现象,了解弦振动的基本规律;2.学习使用振动测量仪器,掌握振动信号的测量方法;3.分析弦振动的影响因素,加深对振动理论的理解。

二、实验原理弦振动是指一根张紧的弦在垂直于弦的方向上做往返运动。

根据牛顿第二定律和胡克定律,可以得到弦振动的微分方程。

当弦的振动幅度较小时,可近似认为弦的质量分布是均匀的,此时弦振动的微分方程可简化为波动方程。

波动方程描述了波在弦上的传播过程,其解为一系列正弦波的叠加。

三、实验器材1.弦振动实验装置;2.振动测量仪器(如示波器、频率计等);3.砝码、尺子、计时器等辅助工具。

四、实验步骤1.预备工作:检查实验装置是否完好,调整弦的张紧程度,确保弦在垂直方向上做往返运动。

2.实验操作:(1)使用尺子测量弦的长度L和张紧力T,记录数据;(2)将振动测量仪器连接到弦振动实验装置上,调整仪器参数,使仪器正常工作;(3)在弦的端点施加一个初始扰动,使弦开始振动;(4)观察并记录弦的振动情况,如振幅、频率等;(5)改变弦的张紧力T或长度L,重复步骤(3)和(4),记录数据。

3.数据处理:整理实验数据,分析弦振动的影响因素。

4.实验总结:根据实验结果,得出实验结论。

五、实验结果与分析1.实验数据记录:2.实验结果分析:(1)由实验数据可知,当弦长L和张紧力T发生变化时,弦的振幅A 和频率f也会发生变化。

这说明弦的振动受到弦长和张紧力的影响。

(2)根据波动方程,弦振动的频率f与张紧力T和弦长L之间的关系为:f=1/2L√(T/μ),其中μ为弦的线性密度。

由实验数据可知,当张紧力T增大时,频率f增大;当弦长L增大时,频率f减小。

这与波动方程的预测结果相符。

(3)实验中还发现,当弦的振幅A较大时,弦的振动会出现非线性效应,如振幅衰减、频率变化等现象。

这说明在实际情况中,需要考虑非线性因素对弦振动的影响。

六、实验结论与讨论1.通过本次实验,我们观察到了弦振动的现象,了解了弦振动的基本规律。

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。

弦振动与驻波实验思考题

弦振动与驻波实验思考题

弦振动与驻波实验:原理、操作及思考一、引言弦振动与驻波实验是物理学中的重要实验之一,通过对弦振动和驻波的观察和研究,可以深入理解波动现象和传播特性。

本文将详细介绍弦振动与驻波实验的原理、操作方法,并探讨实验中的一些思考问题。

二、弦振动实验(一)实验原理弦振动实验是通过研究弦的振动现象,来探索波动的基本规律。

当弦被激发后,会以一定的频率和波长进行振动,形成纵波。

通过测量弦的振动频率、波长等参数,可以研究波动现象的特性。

(二)实验操作1. 准备一根均匀且柔软的弦,并将其固定在两个支架上,使弦保持一定的张力。

2. 在弦的一端施加激励,可以用手或其他工具拨动弦,使其产生振动。

3. 观察弦的振动情况,并记录弦的振动频率和波长。

4. 通过改变弦的张力、长度等参数,进一步观察弦的振动变化。

(三)实验思考1. 在弦振动实验中,弦的张力、长度和密度等因素如何影响弦的振动频率和波长?2. 当弦的张力增加时,弦的振动频率和波长会发生怎样的变化?为什么?3. 如何通过实验数据验证弦振动的波动方程?三、驻波实验(一)实验原理驻波实验是研究波动在有限空间内的传播特性。

当两个相同频率的波源相向传播时,它们会相互干涉,形成驻波。

驻波具有特定的节点和腹点分布,通过观察和测量这些节点和腹点,可以研究波动的传播特性。

(二)实验操作1. 设置两个相同频率的波源,并将它们相向放置。

2. 打开波源,使波动开始传播。

3. 观察波动的干涉情况,并记录节点和腹点的位置。

4. 通过改变波源的频率或距离,进一步观察驻波的变化情况。

(三)实验思考1. 驻波实验中,节点和腹点的位置与波长有什么关系?如何通过实验数据进行验证?2. 当两个波源的频率不一致时,还能形成驻波吗?为什么?3. 在驻波实验中,如何解释波的干涉现象?这与弦的振动有什么联系?四、弦振动与驻波实验的关联思考1. 弦振动实验与驻波实验在波动现象上有何相似之处?它们之间的本质区别是什么?2. 如何将弦振动实验中的结论应用到驻波实验中?两者之间的理论联系是什么?3. 通过对比弦振动实验与驻波实验,你对波动的传播特性有了哪些更深入的理解?五、结论本文通过对弦振动与驻波实验的详细介绍,探讨了波动现象的基本规律和传播特性。

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。

弦振动的研究实验原理

弦振动的研究实验原理

弦振动的研究实验原理
弦振动的研究实验原理涉及到物理学中的波动和振动理论。

在这个实验中,我们通常使用一根细长的弦作为研究对象。

以下是一些实验原理的关键要点:
1. 波动理论:弦振动实验基于波动理论,即弦上的振动可以被描述为波的传播。

根据波动理论,弦上的振动可以形成横波或纵波。

2. 弦的特性:弦的振动实验中,我们通常关注弦的一些特性,如长度、质量、张力和材料等。

这些特性会影响弦的振动频率和波速。

3. 波速和频率:弦上的振动会以一定的速度传播,这个速度被称为波速。

波速与弦的特性有关,如张力和质量。

振动的频率则是指单位时间内振动的次数,通常以赫兹(Hz)表示。

4. 波动方程:弦振动实验中,我们可以使用波动方程来描述弦上的振动。

波动方程可以是一维的或二维的,取决于实验的具体情况。

一维波动方程通常用于描述弦上的横波振动。

5. 实验装置:为了研究弦的振动,我们通常需要一些实验装置,如固定支架、振动源和测量仪器等。

这些装置可以帮助我们产生和测量弦上的振动。

通过对弦振动实验原理的研究,我们可以深入了解波动和振动的性质,以及它们
在物理学中的应用。

这些实验也有助于我们理解声音、光和其他波动现象的行为。

弦线震动研究实验报告

弦线震动研究实验报告

弦线震动研究实验报告1. 引言弦线震动是物理学中重要的实验研究课题之一,涉及到波动、声学和力学等多个领域。

本实验旨在通过测量弦线的震动频率与其长度、张力以及质量之间的关系,探究弦线的固有频率与这些因素之间的相互关系。

2. 实验方法2.1 实验装置本实验使用了以下仪器和材料:- 弦线(可调节长度)- 弦线夹- 弦线调节螺钉- 电子天平- 频率计- 手持振动器2.2 实验步骤1. 将弦线夹固定在实验台上,并将弦线穿过夹子,并通过调节螺钉使得弦线的长度可调。

2. 测量弦线的质量,并使用电子天平记录下来。

3. 使用手持振动器将弦线拉紧并产生波动。

4. 使用频率计记录弦线的固有频率,并记录下实验条件(如张力、长度等)。

5. 重复以上步骤,每次调整弦线的长度或质量,以便测量不同实验条件的结果。

3. 实验结果与分析3.1 弦线长度与固有频率的关系固定张力及弦线质量,改变弦线的长度,记录下不同长度下的固有频率,结果如下表所示:弦线长度(m)固有频率(Hz)0.5 1000.4 1250.3 1500.2 2000.1 400根据实验结果可以看出,弦线的长度与固有频率呈正相关关系。

当弦线长度减小时,固有频率增大;反之亦然。

这与弦线的振动模式的特性相符合,即短弦线有更高的固有频率。

3.2 张力与固有频率的关系保持弦长不变,改变张力,记录下不同张力下的固有频率,结果如下表所示:张力(N)固有频率(Hz)10 15020 25030 35040 45050 550通过实验可以发现,张力与固有频率呈正相关关系。

当张力增大时,固有频率也随之增大。

这表明张力是影响弦线固有频率的重要因素之一。

3.3 弦线质量与固有频率的关系保持弦长和张力不变,改变弦线的质量,记录下不同质量下的固有频率,结果如下表所示:弦线质量(kg)固有频率(Hz)0.1 3000.2 3000.3 3100.4 3150.5 320结果显示,弦线质量对固有频率的影响较小,可以认为质量与固有频率之间的关系可以忽略不计。

琴弦共振实验的注意事项

琴弦共振实验的注意事项

琴弦共振实验的注意事项共振是指在一定条件下,两个物体的振动频率相同,产生的振幅会显著增强的现象。

在琴弦共振实验中,我们可以通过调整弦的长度、材质和张力来观察共振的现象。

然而,为了确保实验结果准确可靠,我们需要遵循一些注意事项。

本文将介绍琴弦共振实验的注意事项。

一、实验材料准备1. 琴弦:选择合适材质和长度的琴弦,确保其振动频率范围符合实验要求。

常用的材质有尼龙、钢丝等。

2. 弦槽:确保弦槽光滑,不会对琴弦的振动产生干扰。

3. 张紧装置:调整琴弦的张力使其达到实验要求。

二、实验环境1. 噪声环境:选择安静的实验环境,避免外界噪声对实验结果的干扰。

2. 温度控制:确保实验室的温度稳定,避免温度波动对琴弦的调性产生影响。

3. 风的干扰:确保实验环境中没有风的干扰,因为风的作用会对琴弦的振动产生扰动。

三、实验操作1. 弦的调节:根据实验要求,调整琴弦的长度、材质和张力。

2. 弦的固定:将琴弦固定在合适的位置,确保它能够自由振动而不会受到其他因素的限制。

3. 振荡器的选择:选择合适的振荡器产生特定频率的声波以激发琴弦的振动。

4. 测量仪器的准备:使用合适的仪器来测量琴弦的振幅和频率,确保结果准确可靠。

四、数据记录与分析1. 实验数据记录:将实验过程中的关键数据进行记录,包括振幅、频率等。

2. 多次实验:为了提高实验结果的可靠性,多次进行实验并取平均值。

3. 数据分析:使用适当的方法对实验数据进行分析,得出实验结论。

五、安全注意事项1. 佩戴安全装备:在进行实验操作时,应佩戴安全眼镜等个人防护装备,确保实验过程的安全性。

2. 避免琴弦断裂:在实验中,特别需要注意琴弦的张力,避免过高的张力导致琴弦断裂,可能会对人身安全造成伤害。

总结:在进行琴弦共振实验时,我们应该注意实验材料的准备,保证实验环境的稳定,遵循正确的实验操作步骤,并注意数据的记录与分析。

同时,我们也要注意实验过程的安全性,佩戴安全装备,避免发生意外情况的发生。

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弦振动的研究实验报告引言:弦振动是物理学中一个重要的研究领域,它涉及到声学、乐器制作、声波传播等多个方面。

本实验旨在通过对弦振动的实验研究,探索弦振动的特性和规律,为相关领域的研究提供实验数据和理论依据。

实验目的:1. 研究弦振动的基本特性,如频率、振幅等。

2. 探究弦振动与弦长、张力、质量等因素之间的关系。

3. 分析弦振动的波动性质,如波速、波长等。

实验装置:1. 弦:选用具有一定弹性的细绳或金属丝作为实验弦。

2. 弦轴:用于固定实验弦并调整张力的装置。

3. 振动源:通过手指或其他装置在弦上施加激励。

4. 测量仪器:包括频率计、示波器等,用于测量和记录实验数据。

实验步骤:1. 准备工作:调整弦轴的高度和张力,确保弦的平稳和稳定。

2. 施加激励:用手指或其他装置在弦上施加激励,使其振动起来。

3. 测量频率:使用频率计测量弦振动的频率,并记录数据。

4. 改变弦长:调整弦轴的位置,改变弦的长度,并重复步骤2和步骤3,记录数据。

5. 改变张力:调整弦轴的张力,改变弦的张力,并重复步骤2和步骤3,记录数据。

6. 改变质量:在弦上加挂一定质量的物体,改变弦的质量,并重复步骤2和步骤3,记录数据。

实验结果:通过实验测量和记录,我们得到了一系列关于弦振动的数据。

首先,我们观察到弦振动的频率与弦长成反比关系,即弦长越短,频率越高。

这与弦振动的基本特性相符。

其次,我们发现弦振动的频率与张力成正比关系,即张力越大,频率越高。

这也符合弦振动的基本规律。

最后,我们注意到弦振动的频率与质量无直接关系,即质量的增加并不会显著影响弦振动的频率。

讨论与分析:根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 弦振动的频率与弦长成反比关系,即频率和弦长满足频率公式 f = v / λ,其中 v 为波速,λ 为波长。

由于波速是一定的,所以当弦长减小时,波长必然增加,从而导致频率的增加。

2. 弦振动的频率与张力成正比关系,即频率和张力满足频率公式f = (1 / 2π) * √(T / μ),其中 T 为张力,μ 为线密度。

弦振动研究实验总结

弦振动研究实验总结

弦振动研究实验总结弦振动研究实验总结实验时间:2010.10月1日上午一二节课实验地点:物理楼十四楼电子分组实验实验内容:测量钢琴弦的频率和波长实验仪器:示波器,电源等。

实验原理:钢琴是世界闻名的古老乐器之一,它那美妙而富于表现力的音色以及其独特的制造工艺深受人们喜爱,被称为“乐器王后”,我国民族的瑰宝也正在成为越来越多的西方朋友们的钟情之物,但令我困惑不解的是,尽管很多乐曲都用到了钢琴的声音作素材,可很少有人能够真切感受到钢琴这种乐器所发出的音响与众不同的魅力——清脆明亮、悦耳动听,给人带来心灵的震撼!对此,我有许多问题想搞个清楚:钢琴的演奏者究竟要花费多大的精力才能让观众们觉察到他演奏中的细微变化?然而事实却证明这是绝非易事,即便是最好的钢琴家也只能通过改变手指与琴键的触碰次数来获取良好的音质,如果演奏者没有控制住自己激动的情绪,或者把调节好的音质意外释放出去的话,弹奏者将会面临尴尬的境遇——听起来完全就像是另一架琴。

我还有一些问题想弄明白:首先要解决的当属钢琴的振动部件了,既然钢琴是由琴弦摩擦产生振动并传递至钢琴共鸣箱发声的,那么钢琴必定会用到琴弦吧?怎样设计琴弦能够恰好将高音区传递至最佳效果呢?其次要搞清的应该算是构成钢琴的每一根琴弦所经历的变换过程了吧?既然是一张钢丝绳,那么它从纯钢铁又恢复到纯钢丝时,各种性能肯定都会发生剧烈的转变吧?更何况还要做几乎毫无规律的扭拧加工,简直就是神奇!再则还有一项重要的任务需要交代:虽说我国钢琴教育已经有了百年历史,也培养了许多优秀的钢琴人才,但从整体水平看仍落后于世界强国,尤其是近年来与国际音乐殿堂的距离更拉开了许多。

是什么原因导致了这样的局面呢?要回答这个问题恐怕要追溯到百年前……啊,别想了,赶快进入实验环节吧!刚拿到试卷的我看着上面满满的文字头皮就开始发麻,唉,为啥不早点告诉我要写这些东西呀!虽然纸上是这样描述的,但我却还是一边在笔记本上划线,一边想象着自己将这些新鲜事物牢记于心,哪里还顾得上对付考试。

弦振动实验中几个应注意问题的探讨

弦振动实验中几个应注意问题的探讨

Key words:standing waves;resonance frequency;string length;tension
作者简介:魏高尧(1962-),浙江请暨人,浙江工业大学物理实验中心副主任、高级工程师, 长期从事物理实验、音视频电路、光电子学、仪器开发等教学与科研一『:作。
—-258—
WEI
(Hangzhou
section ins trument Co.LTD,Hangzhou,3 1 1
405,China)
is studied
on
Abstract:In this paper,the standing waves condition of string
resonance
theory
会授生变化,产生输出交变信号。通过示波器可观测弦振动的情况。为了获得止确的Ⅲ0擐结
果.在实验中以r问题必须引起注意。
蚓1弦振动实验仪
目中:1一调节螺杆2一幽枉螺母3一驱动传感器4一弦 5一接收传感器 7一拉力杆 8一悬挂物块9一信号源 l卜示波器
卜支撑板
第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集
3.2共振频率的读取 根据公式(6)。只要测出驻波波长旯,共振频率厂,就可以得到波在弦上传播速度。 但这里要注意的是共振频率厂并不是信号发生器上显示的频率,由于信号发生器发出一正 弦波信号,在驱动传感器的作用下。一个周期内,弦要振动两次。故共振频率是信号发生器 上显示频率的一倍。所以应通过示波器所显示的接收传感器输出交变信号波形来读取共振频
参考文献
[1] [2] [3] 吕斯骅,段家低.基础物理实验EM].北京:北京火学出版社,2002.92~105 隋成华、林国成.大学基础物理实验教程EM-I.上海:上海科学酱及出版社,2004. 刘东红.弦振动驻波分析EJ]. 大学物理实验。2002,15(7):13~15.
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第四届夺国高等学校物n实验教学研讨会论文垂
以上分析姓假定驻波是由原波和反射波叠加而戚的,实际上弦的两端都是被周定的,当 波传刮兄一端时都会蛀生反射。 般来说,不是所有增加的反射都是同相的,而且振幅都根 小,但是当王l【达某一振动频率时,所有的反射波就会同相,产生振幅根大的驻波,这一频牢 叫共振频率。只有当弦线的两个喇定端的距离等于弦线中横渡的半波K的整数倍时,才能形 成驻波。即有川
4.实验结果分析
实验时我们考虑了以上应注意的几个问题,对弦长与波长、拉紧度与共振频率、拉紧度 与波速进行了分析,具体如下: 4.1弦长与波长的关系 表1不同弦长的波长实验值与理论值及误差(/.t=0.989/m .序号
l 2
拧=4)
弦长(cm)
O.00 50.00
波长(cm)
O.OO
理论值(cm)
O.00 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00
WEI
(Hangzhou
section ins trument Co.LTD,Hangzhou,3 1 1
405,China)
is studied
on
Abstract:In this paper,the standing waves condition of string
resonance
theory
了关系式(4)。
—-256—
第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集
4.2拉紧度与共振频率的关系 表2不同拉紧度的共振频率实验值与理论值及误差(/d=1.129Im L=60.OOcm刀=1) 序号 拉紧度(N) 共振频率(Hz) 频率理论值(1-lz) 误差(%)
l 2 3 4 5 6 0.00 10.00 20.OO 30.00 40.00 50.OO 0.0 76.9 108.7 138.8 160.7 178.6 O.0 78.9 111.5 136.6 157.7 O.O 2.5 2.5 1.6 1.9 1.3
Key words:standing waves;resonance frequency;string length;tension
作者简介:魏高尧(1962-),浙江请暨人,浙江工业大学物理实验中心副主任、高级工程师, 长期从事物理实验、音视频电路、光电子学、仪器开发等教学与科研一『:作。
—-258—
关键词:驻波;共振频率;弦长;拉紧度
1.引言
弦振动实验是普通物理力学中的一个基础实验,同时它的原理在jf:业工程与实际生活中 又被如此广泛的应用,例如常见的弦乐器小提琴、大提琴、吉它、二i!iIj、琵琶、提琴等,所 以如何在实验中使学生对其物理原理有一非常清楚的理解,并且能正确和高精度的完成实验 是十分重要的。通常该实验均采用强迫振动引发弦线横波,进而形成驻波,米研究横波的叠 加现象:验证横波的波长与张力、线密度的关系:并用驻波法测出电动音义的固有频率。常 用的实验方法有两种:一是采用振动频率同定的强迫振动源川。通过改变弦线长度或张力, 形成稳定驻波:二是采埔频率连续可调的振动体,改变弦长或张力,形成稳定驻波从而验证 弦线上驻波的振动规律。但是通常受弦长、张力、弦密度、驱动频率等实验条件的影响,测 量的数据不是很精确,甚至导致错误的结论。本文就针对实验中应注意的几个问题进行探讨, 并提出改进的方法。
176.3
曼oo
鬟150
鬟100
50 0 O 10 20 30 40 50

m 3拉紧度与共振频率的关系
拉紧呶卜D
图3是根据表2的实验值绘制的不同拉紧度与共振频率的关系图。显示了拉紧度与共振 频率呈抛物线分布,与公式(7)理论相符合。 4.3拉紧度与波速的关系 表3 序号

不同拉紧度的波速实验值与理论值及误差(/l=0.989/m 拉紧度(N)
第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集
弦振动实验中几个应注意问题的探讨
魏高尧1,隋成华1,童建平1,高建勋1,乐培界2
(1.浙江工业大学物理实验中心,杭州310032;2.杭州精科仪器有限公司,杭州311405)
摘要:本文利用波动理论分析了在不同共振频率时弦振动驻波形成的条件,提出了实 验时应注意的几个问题,研究了不同弦长、拉紧度等因数对波形的影响.
207.0 230.0
鼍250
羹200
150 100 50 0 0 20 40 60
图4拉紧度与波速的关系
拉紧度(N) 一
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图4是根据表3的实验值绘制的不同拉紧度与波速的关系图。显示拉紧度与波速星抛物 线分布,与公式(5)理论相符合。 根据以上对波长、共振频率、波速实际测量值与理论值比较显示,实验误差均小于2.5%, 能满足普通物理实验的要求。综上所述,我们体会到只要掌握实验必要的注意事项和操作技 巧,实验结果一定会比较满意。
O.OO 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00
L=60.OOcm
刀=1)
波速(m/s)
O.O 103.0
波速理论值(m/s)
O.0 101.0 142.9 175.0 202.0 225.9
误差(%)
O.O 2.O 2.2 2.3 2.5 1.8

3 4
146.0
179.0


误差(%)
O.O O.4 O。O 0.7 O.3 O.6
25.10
27。50 30.20

4 5
55.00 60.00
6.OO 70.00
32.40 35.20

售40

30
姒 鲻20
lO
O -10
弦长(鲫)
图2弦长与波长的关系
图2是根据表l的实验值绘制的弦长与波长关系图,显示波长与弦长成线性关系,验证
会授生变化,产生输出交变信号。通过示波器可观测弦振动的情况。为了获得止确的Ⅲ0擐结
果.在实验中以r问题必须引起注意。
蚓1弦振动实验仪
目中:1一调节螺杆2一幽枉螺母3一驱动传感器4一弦 5一接收传感器 7一拉力杆 8一悬挂物块9一信号源 l卜示波器
卜支撑板
第四届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集
3.2共振频率的读取 根据公式(6)。只要测出驻波波长旯,共振频率厂,就可以得到波在弦上传播速度。 但这里要注意的是共振频率厂并不是信号发生器上显示的频率,由于信号发生器发出一正 弦波信号,在驱动传感器的作用下。一个周期内,弦要振动两次。故共振频率是信号发生器 上显示频率的一倍。所以应通过示波器所显示的接收传感器输出交变信号波形来读取共振频
率厂。
3.3实验时驱动传感器与接收传感器的相对位置 在实验中驱动与接收传感器不能靠得太近,否!l!iJ将会产生干扰,这可通过观察示波器中 的接收波形来检验干扰的存在,当他们靠得太近时,波形会畸变。为了得到较好的测量结果, 两传感器的距离至少应大于lOcm。 3.4拉力杆一定要处于水平状态 根据公式(5),不同的拉紧度,波在弦上传播速度是不一样的,因此拉力杆一定要调整 到水平状态,以保证实验结果的正确。 3.5弦线线径的选择 弦线线径太细,弦线容易崩断,使重物坠落而发生事故,弦线线径太粗,弦线不容易起 振。因此一般选用①0.4或①0.5的弦线。 3.6信号发生器输出幅度调节 如信号发生器输出幅度太小,弦线不容易起振,接收传感器接收不到信号。如信号发 生器输出幅度太大,弦线易发生急振,弦线振动幅度过大,会碰到驱动传感器,使接收信号 产生失真。因此,信号发生器输出幅度一定要适中。
参考文献
[1] [2] [3] 吕斯骅,段家低.基础物理实验EM].北京:北京火学出版社,2002.92~105 隋成华、林国成.大学基础物理实验教程EM-I.上海:上海科学酱及出版社,2004. 刘东红.弦振动驻波分析EJ]. 大学物理实验。2002,15(7):13~15.
The discussion of several account matters
of waves.The several
account
matters in experiment
or
are
put forwarded attendant,the experiment
result affected by the different string length
tension is discussied.
弦振动实验中几个应注意问题的探讨
作者: 作者单位: 魏高尧, 隋成华, 童建平, 高建勋, 乐培界 魏高尧,隋成华,童建平,高建勋(浙江工业大学 物理实验中心,杭州 310032), 乐培界(杭州 精科仪器有限公司,杭州 311405)
本文链接:/Conference_7325877.aspx
l,:2L
sin(孚)c。s(丝)
此式的特点:当时间固定为,。时,弦的形状是振幅为2匕c。s(至堕)的正弦波形。在
,2
位置闽定为而时,弦作简谐振动,振幅为2匕sin(三})。因此,当‰=詈,—3了t,了51……,
振幅达到最大,当‰:鲁。名,了33,……,振幅为零。这种波形叫驻波。
Z Z
—-254-一
2.理论分析
正弦波沿着拉紧的弦传播,可刚等式Ⅲ
,Ii=驯胁唼一言)
匕=圪sin2n(妄-+》
(1)
来描述。如果弦的一端被周定,那么当波到达端点时会反射回来, 这反射波可表示为:
(2)
在保证这些波的振幅不超过弦所能承受的最大振幅时,两束波叠加后的波方程
l,:K+匕:驯n2尢唼一六驯n2兀唼+》
利用三角公式:
, ,r
L=月2或^=二=


(4)
其中£为弦艮,^为驻波波K.H为波腹数。 波的传橘迷度:假设弦柔性很好,波在弦上传橘述度(v)取挑于两个变姑:线密度(“) 希f懂的拉紧度(T).戈系式为:
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