大学物理演示实验——弦驻波
大学物理实验弦线上的驻波
使
用
生
学
11
实验目的
20
1. 观察弦线上的驻波的现象。 2. 利用弦线上的横驻波测量电动音叉的频率等。
供
仅
将一根柔软的弦线的一端固定，另一端栓在音叉的一个脚上，弦线以一定的张力绷紧， 弦线的方向与音叉的纵向一致。 如果让音叉作振幅恒定的简谐振动时， 就会有连续的横波列 自音叉的脚沿着弦线传播，我们称它为“前进波” 。当这列前进波传播到弦线的固定端时便 要发生发射，反射后波将沿着前进波反方向传播。当它遇到音叉脚时，发生第二次反射，继 而沿着前进波的方向传播到固定端， 又发生第三次反射……。 我们称经过一次或多次反射的 波为“反射波” 。在传播和多次反射的过程中，能量不断衰减，直到最后消失。 由于音叉的振动是连续的，所以弦线上既有前进波，又有无数的反射波。一般情况下， 现象不明显。然而，当弦线的长度与波的波长之间满足某种关系，并且前进波和各个反射波 由于这些波的相位不同，弦线上各点的振动显得杂乱无章、没有规律，而且振幅很小，振动 都具有相同相位时，弦线上的各点都作振幅各自恒定的简谐振动。这时，我们将看到这样一 个有趣的现象：弦线上的某些点始终不动（即振幅始终为零） ，称作波节；弦线上的某些点 振幅始终最大（可以远远大于音叉脚的振动振幅） ，称作波腹。弦线上两波节之间的各点， 只作上下振动，振动的相位相同；而波节两侧的点振动的相位相反，这就是驻波现象。 图 2-1 描绘了弦线上传播的前进波遇到障碍物后反射， 反射波与前进波叠加形成的驻波 的图像。图中实线代表前进波，虚线代表反射波，粗线代表叠加后的合成波——驻波。我们 看到，当弦线上出现稳定的驻波时，驻波的波腹远大于音叉振动的振幅，弦线的固定端点是
11 级
砝码托 40 克，若无砝码托则加两只 20 克砝码）接上电源，使音叉振动大小合适，能看到稳
实验五弦线上的驻
1、认识和调节仪器
（1）搞清楚弦音计装置中各部分 的功能和作用，并进行实验前的 调节，熟悉信号发生器和双踪示 波器等仪器。
（2）将信号发生器的 “激 振”(3) 和“输出波形”分别与驱 动线圈和示波器的一个通道连接， 并将控测线圈(5)连接到示波器的 另一通道。
【目的要求】
1.观察在两端固定的弦线上形成的驻 波现象，了解弦线达到共振和形成 稳定驻波的条件；
2.测定弦线上横波的传播速度； 3.用实验的方法确定弦线作受迫振动
时共振频率与张力之间的关系.
Experimental Purpose Obstlcvpweihoinrrabeonvevrdedtaeawuittntihcoiodoie-nnnecgssornteasmdostn-foapfdcbnirxihelaneeohngdrescdwtnecahdalaniovnndterehdidneing Detetlirrnamen.isnveertshee wvealvoeciitnycohford Usedbocoehsseexccottpewiirllerdlleaamrettilmiiiinnooneennetneuftntrhnaseedliqoweruneraelaayanntcftiodyoornwcseihtdhip
【仪器用具】
【仪器用具】
Experimental apparatus
弦音计装置一套
A set of sonometer（contains a driver coil and a detection
信号（功率函数）发生器一 台，
circuit,1kg weight and 6 guitar strings in different linear density），a
弦驻波演示实验报告
弦驻波演示实验报告
实验目的：
1. 理解波的弦驻波现象；
2. 学习如何利用实验装置来观察弦驻波现象；
3. 研究弦驻波的基本特征和规律。
实验原理：
弦的长度、张力和质量密度决定弦的共鸣频率。
当一个波的波长等于弦长度的一半时，在两端反射后形成一个与原波同频的反射波，两者相加形成固定的振动模式，称为弦驻波，振动受到限制，因此称为“驻波”。
实验装置和材料：
1. 弦振动装置；
2. 信号发生器；
3. 示波器；
4. 弦；
5. 夹子。
实验步骤：
1. 将一端固定在弦振动装置上，另一端用夹子固定；
2. 操作信号发生器，连续发出一定频率的正弦波信号；
3. 在弦上选择合适的节点进行固定，并将节点两侧的弦留出适当长度；
4. 将示波器的一个通道接上弦驻波线上的信号，另一个通道接上发生器输出的信号；
5. 调节发生器的频率，使弦驻波线上的信号显示为驻波形式。
实验结果：
在实验中，选择合适的节点固定弦，调节发生器的频率，可以得到不同模式下的弦驻波形态，如图所示：
实验结论：
1. 弦的长度、张力和质量密度是影响弦驻波频率的主要因素，当一个波的波长等于弦长度的一半时，形成弦驻波；
2. 弦驻波的振动形态受到弦长度、张力和质量的限制，且每一个振动模式有固定的波节点和波腹；
3. 弦驻波的频率与该弦所在的基频波的频率相同，即弦的共振频率。
弦线上的驻波实验实验报告
弦线上的驻波实验实验报告实验目的：本实验的目的是通过弦线上的驻波实验，探究驻波的特性及其与弦线长度、振动频率和弦张力的关系。
同时，通过实验观察驻波现象，进一步理解波动的基本原理。
实验原理：驻波是指两个相同频率、振幅相等且沿相反方向传播的波相遇后在同一空间内定向干涉而形成的波动现象。
在弦线上，当两个反向传播的波相遇时，由于波在相接处的叠加，会产生节点和腹部。
节点是波的振动幅度为零的位置，腹部则是波的振动幅度最大的位置。
驻波的性质与弦线的长度、振动频率和弦张力密切相关。
根据弦线的特性，我们可以通过改变弦线的长度、振动频率和弦张力来观察驻波的变化情况。
实验步骤：1.准备实验装置，将一根细弦拴在平直的固定支架上，并通过转动装置与信号发生器连接。
2.设置信号发生器的频率为初始频率，并调整输出幅度使得弦线振幅合适，避免过大过小。
3.轻轻触碰弦线使其产生波动，并观察弦线上是否出现驻波现象。
如果出现驻波，继续调整信号发生器的频率，观察驻波的变化情况。
4.测量弦线上节点（振幅为零的点）的位置，并记录下来。
5.根据测得的节点位置，计算波长，并进一步计算弦线的线密度。
6.固定弦线一端的支架，并用一物体调整弦线的长度。
重复步骤3-5，记录下不同弦线长度下的节点位置，并计算波长。
7.固定弦线长度不变，调整信号发生器的频率，重复步骤3-5，记录下不同频率下的节点位置，并计算波长。
8.固定弦线长度和频率，逐渐调整弦线的张力，重复步骤3-5，记录下不同张力下的节点位置，并计算波长。
实验结果：在本次驻波实验中，我们通过改变弦线的长度、振动频率和弦张力，观察了驻波的变化情况，并记录了节点的位置，计算了波长。
实验讨论：根据实验结果可以得出以下结论：1.当弦线的长度改变时，驻波的节点位置也会发生相应的改变。
节点的位置与弦线长度成正比，即弦线长度越短，节点位置越靠近振动源。
2.频率的变化也会导致驻波节点位置的变化。
频率越大，节点位置越靠近振动源。
弦线上的驻波实验报告
弦线上的驻波实验报告弦线上的驻波实验报告引言：驻波是一种在波动现象中常见的现象，它是由两个相同频率、相同振幅的波在相反方向上传播时发生干涉而形成的。
驻波现象在物理学中有着广泛的应用，特别是在声学和光学领域。
本实验旨在通过实验观察和分析弦线上的驻波现象，以加深对波动现象的理解。
实验装置：我们使用了一条长而细的弦线，将其两端固定在两个支架上，并通过一个发声装置产生频率可调的波动。
在弦线上设置了多个固定点，以便观察和测量驻波的节点和腹点。
实验步骤：1. 将弦线固定在支架上，确保其张力适中。
2. 打开发声装置，调节频率，使其产生合适的波动。
3. 观察弦线上的波动图像，并记录下节点和腹点的位置。
4. 改变频率，重复观察和记录，以获得更多的数据。
5. 根据观察到的数据，分析节点和腹点的位置与波长、频率之间的关系。
实验结果：通过实验观察和记录，我们得到了一系列驻波的节点和腹点位置的数据。
根据这些数据，我们可以发现节点和腹点之间的距离是波长的一半，即λ/2。
而频率与波长之间的关系可以通过以下公式表示：v = fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
讨论与分析：通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 驻波的节点和腹点位置与波长和频率之间存在确定的关系，即节点和腹点之间的距离为波长的一半。
2. 频率越高，波长越短，节点和腹点之间的距离越小。
3. 波速与频率和波长之间存在确定的关系，即波速等于频率乘以波长。
结论：通过这次实验，我们深入了解了弦线上的驻波现象，并通过实验数据得出了节点和腹点位置与波长、频率之间的关系。
这些结果对于进一步研究波动现象和应用驻波在实际生活中具有重要的意义。
实验的局限性和改进：在本次实验中，我们只观察了弦线上的驻波现象，没有涉及其他形式的波动。
为了更全面地了解波动现象，可以进一步研究其他类型的波动，如声波和光波。
此外，由于实验条件的限制，我们只能在有限的频率范围内进行观察和记录，为了得到更全面的数据，可以使用更高精度的实验装置。
弦上驻波实验-实验报告
实验名称：弦上驻波实验目的要求（1）观察在两端被固定的弦线上形成的驻波现象。
了解弦线达到共振和形成稳定驻波的条件。
（2）测定弦线上横波的传播速度。
（3）用实验的方法确定弦线作受迫振动时的共振频率与驻波波长，张力和弦线线密度之间的关系。
（4）对（3）中的实验结果用对数坐标纸作图，用最小二乘法作线性拟合和处理数据，并给出结论。
仪器用具弦音计装置一套（包括驱动线圈和探测器线圈各一个，1Kg砝码和不同密度的吉他线,信号发生器，数字示波器，千分尺，米尺）。
实验原理：1.横波的波速横波沿弦线传播时，在维持弦线张力不变的情况下，横波的传播速度v与张力F T及弦线的线密度（单位长度的质量）p之间的关系为：2.两端固定弦线上形成的驻波考虑两列振幅，频率相同,有固定相位差，传播方向相反的间谐波u i（x,t）=A cos( kx - wt -扪和 U2 (x, t) = A cos( kx+ st)。
其中k 为波数，© 为 u i 与 U2 之间的相位差叠加，其合成运动为:t t) + 就0 = 2J1 cos(fcx —-)cos(wf + )由上可知，时间和空间部分是分离的，某个x点振幅不随时间改变:川£)= \2A cos(A-.r —<振幅最大的点称为波腹，振幅为零的点，为波节，上述运动状态为驻波。
驻波中振动的相位取决于cos(kx- ©/2)因子的正负，它每经过波节变号一次。
所以，相邻波长之间各点具有相同的相位，波节两侧的振动相位相反，即相差相位n。
对两端固定的弦(长为L),任何时刻都有：O J1 + T' ?._G—及则rns( —= 0=Or 则cu^(kL—^) = 0由上式知，© = n意味着入射波U1和反射波U2在固定端的相位差为n，即有半波损。
©确定后，则有kL = n冗(n = 1 , 2, 3, 4)或入=2 +，驻波的频率为：, a kt vf = — = — = n -J2TT刼2Lfn三讪三"金=(佥)£式中f i为基频，f n (n>1 )为n次谐波。
实验3 弦线上的驻波实验
弦线上驻波实验【实验目的】1．观察在弦上形成的驻波，并用实验确定弦线振动时驻波波长与张力的关系； 2．在弦线张力不变时，用实验确定弦线振动时驻波波长与振动频率的关系； 3．学习对数作图或最小二乘法进行数据处理。
【实验原理】在一根拉紧的弦线上，其中张力为T ，线密度为μ，则沿弦线传播的横波应满足下述运动方程：2222xyT t y ∂∂=∂∂μ (1)式中x 为波在传播方向（与弦线平行）的位置坐标，y 为振动位移。
将(1)式与典型的波动方程22222xy V t y ∂∂=∂∂ 相比较，即可得到波的传播速度: μTV =若波源的振动频率为f ，横波波长为λ，由于波速λf V =，故波长与张力及线密度之间的关系为：μλTf1=(2)为了用实验证明公式(2)成立，将该式两边取对数，得：f T log log 21log 21log --=μλ 若固定频率f 及线密度μ，而改变张力T ，并测出各相应波长λ，作log λ-log T 图，若得一直线，计算其斜率值（如为21），则证明了λ∝21T的关系成立。
同理，固定线密度μ及张力T ，改变振动频率f ，测出各相应波长λ，作log λ-log f 图，如得一斜率为-1的直线就验证了λ∝f -1。
弦线上的波长可利用驻波原理测量。
当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时，其所叠加而成的波称为驻波，一维驻波是波干涉中的一种特殊情形。
在弦线上出现许多静止点，称为驻波的波节。
相邻两波节间的距离为半个波长。
【实验仪器】图2 仪器结构图1．可调频率数显机械振动源；2. 振动簧片；3. 弦线；4和5. 可动刀口支架； 6.标尺；7. 固定滑轮；8. 砝码与砝码盘；9. 变压器;10. 实验平台；11. 实验桌实验装置如图2所示，金属弦线的一端系在能作水平方向振动的可调频率数显机械振动源的振簧片上，频率变化范围从0-200Hz 连续可调，频率最小变化量为0.01Hz ，弦线一端通过定滑轮○7悬挂一砝码盘○8；在振动装置(振动簧片)的附近有可动刀口○4，在实验装置上还有一个可沿弦线方向左右移动并撑住弦线的可动刀口支架○5。
大学物理驻波实验报告
大学物理驻波实验报告一、实验目的1、观察弦线上驻波的形成，了解驻波的特点和规律。
2、测量弦线振动的频率、波长和波速，验证驻波的相关理论。
3、掌握利用驻波测量物理量的实验方法和数据处理技巧。
二、实验原理当两列振幅相同、频率相同、传播方向相反的简谐波在同一直线上相向传播时，叠加形成驻波。
驻波的表达式为：＄y ＝ 2A ＼sin(kx) ＼cos(＼omega t)＄其中，＄A$ 为振幅，＄k ＝＼frac{2\pi}｛＼lambda}＄为波数，＄＼lambda$ 为波长，＄＼omega ＝ 2\pi f$ 为角频率，＄f$ 为频率。
在弦线上形成驻波时，弦线的两端为波节，弦线上的张力＄T$、线密度＄＼mu$ 与波速＄v$ 之间的关系为：＄v ＝＼sqrt{＼frac{T}｛＼mu}｝＄。
又因为＄v ＝＼lambda f$ ，所以可以通过测量弦线的张力、线密度、振动频率和波长来研究驻波的特性。
三、实验仪器弦音计、砝码、米尺、电子天平、信号发生器等。
四、实验步骤1、安装实验仪器将弦线的一端固定在弦音计的可移动刀口上，另一端通过砝码盘悬挂一定质量的砝码，以提供弦线的张力。
调整弦音计的位置，使弦线处于水平状态。
2、测量弦线的线密度用电子天平测量弦线的质量＄m$，用米尺测量弦线的长度＄L$，则弦线的线密度＄＼mu ＝＼frac{m}｛L}＄。
3、调节信号发生器的频率打开信号发生器，调节输出频率，使弦线产生振动。
观察弦线上的振动情况，当出现稳定的驻波时，记录此时信号发生器的频率＄f$ 。
4、测量驻波的波长通过移动弦音计的可移动刀口，改变弦线的长度，使弦线上出现不同阶数的驻波。
记录相邻两个波节之间的距离，即为半波长＄＼frac{＼lambda}｛2}＄。
测量多个数据，计算波长的平均值。
5、改变弦线的张力在砝码盘中增加或减少砝码，改变弦线的张力，重复步骤 3 和 4，测量不同张力下的频率和波长。
五、实验数据记录与处理1、弦线的线密度测量弦线质量＄m ＝＿____$ g，弦线长度＄L ＝＿____$ m，弦线的线密度＄＼mu ＝＼frac{m}｛L} ＝＿____$ kg/m。
弦线上的驻波实验报告
一、实验目的1. 观察在两端被固定的弦线上形成的驻波现象；2. 了解弦线达到共振和形成稳定驻波的条件；3. 测定弦线上横波的传播速度；4. 用实验的方法确定弦线作受迫振动时的共振频率与驻波波长、张力和弦线线密度之间的关系；5. 对实验结果进行数据处理，并给出结论。
二、实验原理1. 横波的波速：在弦线上，横波的波速v与弦线的张力T和线密度μ有关，公式为v = √(T/μ)。
2. 驻波的形成：当两列振幅、频率相同，有固定相位差，传播方向相反的简谐波叠加时，可形成驻波。
对于两端固定的弦，驻波满足条件：λ/2 = L/n，其中λ为驻波波长，L为弦长，n为驻波数目。
3. 共振频率：当弦线受到外部驱动力作用时，若驱动力频率等于弦线的固有频率，则弦线发生共振，形成稳定的驻波。
三、实验仪器1. 弦音计装置一套（包括驱动线圈和探测线圈各一个、1 kg硅码和6根不同线密度的吉他弦）2. 信号（功率函数）发生器3. 数字示波器4. 千分尺5. 米尺四、实验内容与步骤1. 认识和调节仪器：熟悉弦音计装置、信号发生器、数字示波器等仪器的使用方法。
2. 测定弦线的线密度：使用千分尺测量吉他弦的直径，根据公式μ = m/L计算弦线线密度，其中m为弦线质量，L为弦长。
3. 固定外力和弦线长度，测定弦线共振频率和驻波数目的关系：a. 调节信号发生器，使输出频率逐渐增加；b. 观察弦线上的驻波，记录共振频率和对应的驻波数目；c. 改变弦线长度，重复上述步骤。
4. 固定驻波数目和弦线长度，测定弦线振振频率和外力的关系：a. 调节砝码盘上的砝码，改变弦线的张力；b. 观察弦线上的驻波，记录不同张力下的共振频率；c. 改变砝码质量，重复上述步骤。
5. 固定驻波数目和弦线长度，测定弦线共振频率和弦线长度的关系：a. 改变弦线长度；b. 观察弦线上的驻波，记录不同弦线长度下的共振频率；c. 重复上述步骤。
五、实验数据及数据处理1. 记录实验数据，包括弦线长度、张力、驻波数目、共振频率等。
弦上驻波实验报告
弦上驻波实验报告实验报告弦上驻波实验报告实验目的：1. 通过观察弦上驻波现象，分析所形成的波的特征；2. 统计实验数据，计算出相应的波长和频率；3. 通过对实验结果的分析，掌握弦上驻波的形成规律，深入理解波动现象。
实验器材：弦，木板，扬声器，频率计，毫米尺。
实验原理：当两个同样频率、同样振幅的传播方向相反的波叠加在一起时，会形成一个保持静止的波形，称为驻波。
弦上的驻波是由来回反射的波造成的，它们在同一方向上反向传播，并在弦上产生正弦波。
实验方法：1. 将一端固定在木板上的弦拉绷并扶正。
2. 在弦上放置一个扬声器，将扬声器与频率计连接。
3. 电脑设置的扬声器将发出一个频率不变的声音。
改变扬声器与板固定点的距离，调整输出声音的频率，让弦上产生驻波。
4. 用毫米尺测量弦上不同节点的距离，记录数据并测量频率。
实验数据处理及分析：经过多次实验记录数据，我们得到了下面的数据：驻波序号节点间距（m）波长（m）频率（Hz）1 0.137 0.274 872 0.205 0.410 1743 0.273 0.546 2564 0.34 0.680 3385 0.408 0.816 4136 0.476 0.952 488通过上表可以看出，弦上驻波的波长不断增加，而频率也随之增加。
所形成的弦上的驻波，以其固定的节点间距、波长与频率而广为人知。
在弦上驻波的实验中，所形成的弦上驻波序号亦可定义为所出现的节点间距，如上表所示，序号1所代表的节点间距为0.137m。
结论：弦上驻波实验中，我们通过观察弦上的驻波形象，分析了所形成波形的特征，并对实验结果进行了数据处理。
通过实验得到的数据，我们成功地计算出了每个驻波序号（对应于弦上的每个节点）的节点间距、波长和频率。
我们发现，随着驻波序号的增加，弦上的节点间距和波长也在不断增加，而此同时，频率也在逐渐增加。
这些数据和实验结果均证实了弦上驻波的形成规律，深入理解了波动现象，增强了我们对波动现象的认识。
大学物理演示实验——弦驻波3页
大学物理演示实验——弦驻波3页第一页：实验名称：弦驻波实验实验原理：弦驻波是指在两端固定并受一定张力作用下的弦子上，由于弦子的振动而形成的波动现象。
当弦子振动的频率趋近于弦子固有频率时，在弦子上会形成一系列波峰和波谷，这种状态被称为驻波。
实验材料：弦子、螺钉、扳手、符合弦子长度的振动板、线圈、信号发生器、示波器。
实验过程：1.将弦子固定在一侧的螺钉上，穿过振动板并拉直。
将另一侧的弦子固定在无线电线圈上。
2.调整信号发生器的频率，使得弦子的振动频率趋近于弦子固有频率。
可以通过变化振动板的长度和张力来调整弦子的固有频率。
3.观察弦子上形成的驻波现象，并使用示波器显示出波形。
第二页：实验注意事项：1.调整弦子的长度和张力时，要注意不要使弦子太紧或者太松，以免影响实验结果。
2.在进行实验时，应该保持实验室的安静，以便于观察弦子上的驻波现象。
3.在使用示波器时，要注意将其接在弦子的两端，并调整合适的垂直放大倍数和时间基准，以便于观察驻波的波形。
实验结果分析：1.驻波现象的产生是由于弦子振动频率趋近于弦子固有频率，才能使得波峰波谷不断循环出现。
2.在一定条件下，弦子上的驻波现象稳定不动，可以提取弦子的固有频率。
3.弦子的固有频率与其长度和张力有关，通过调整长度和张力可以调节弦子的固有频率，从而控制弦子上的驻波现象。
第三页：实验结论：通过弦驻波实验，我们可以了解到驻波的产生原理和特点。
在实验中，我们可以通过调整弦子的长度和张力，使得弦子振动频率趋近于固有频率，从而使得驻波现象稳定出现。
在观察弦子上的驻波现象时，可以使用示波器显示弦子的波形，以便于更加直观的观察弦子上的波动现象。
弦子的固有频率与其长度和张力有关，通过调节这些变量可以控制弦子的固有频率，进而控制驻波现象的出现。
弦线驻波实验报告误差(3篇)
第1篇一、引言弦线驻波实验是物理学中一个经典的基础实验，旨在观察和验证驻波现象，并测定横波在弦线上的传播速度。
然而，在实际实验过程中，由于各种因素的影响，测量结果与理论值之间往往存在一定的误差。
本报告将对弦线驻波实验中的误差来源进行分析，并提出相应的改进措施。
二、误差来源分析1. 仪器误差（1）弦音计装置：弦音计的驱动线圈和探测线圈可能存在偏差，导致测量结果不准确。
（2）信号发生器：信号发生器的频率和振幅输出可能存在波动，影响实验结果的稳定性。
（3）数字示波器：示波器的分辨率和采样频率可能影响对波形细节的捕捉。
（4）测量工具：千分尺和米尺的精度可能限制测量结果的准确性。
2. 人为误差（1）操作失误：实验过程中，操作人员可能由于操作不当导致误差的产生。
（2）观察误差：观察者对波形的识别和记录可能存在主观差异。
（3）数据记录误差：在记录实验数据时，可能由于笔误或抄录错误导致误差。
3. 环境因素（1）温度和湿度：温度和湿度的变化可能影响弦线的张力，进而影响波速的测量。
（2）外界干扰：外界振动、电磁干扰等可能对实验结果产生影响。
4. 理论误差（1）波动方程简化：在建立波动方程时，对弦线振动进行简化的假设可能导致误差。
（2）边界条件处理：对弦线两端固定条件的处理可能存在误差。
三、误差分析及改进措施1. 仪器误差（1）选择精度更高的弦音计装置、信号发生器和数字示波器。
（2）定期校准仪器，确保其性能稳定。
（3）采用更高精度的测量工具，如激光测距仪等。
2. 人为误差（1）加强实验操作人员的培训，提高其操作技能。
（2）采用标准化的操作流程，减少人为误差。
（3）对实验数据进行多次测量，取平均值减小误差。
3. 环境因素（1）在恒温、恒湿的实验环境中进行实验。
（2）采用屏蔽措施，减少外界干扰。
4. 理论误差（1）在建立波动方程时，尽量减小简化的假设。
（2）对边界条件进行更精确的处理。
四、结论弦线驻波实验中的误差是不可避免的，但通过合理选择仪器、加强操作人员培训、改进实验方法等措施，可以有效地减小误差。
弦上驻波实验报告
弦上驻波实验报告弦上驻波实验报告引言弦上驻波实验是物理学中常见的实验之一，通过在弦上施加不同频率的振动，观察并研究弦上驻波的形成和特性。
本文将详细介绍弦上驻波实验的原理、实验装置、实验步骤以及实验结果的分析和讨论。
一、实验原理弦上驻波是指当一根弦的两端固定时，在弦上产生的一种特殊的波动现象。
当弦的两端施加相同频率的振动时，由于波的叠加效应，形成了驻波。
驻波的特点是波节和波腹交替出现，波节处振幅为零，波腹处振幅较大。
二、实验装置本次实验所用的实验装置包括一根细弦、一个固定的支架和一个频率可调的振动源。
实验中，我们使用了一根细而均匀的弦，将其两端固定在支架上，并通过振动源施加不同频率的振动。
三、实验步骤1. 将弦的一端固定在支架上，确保弦的拉紧度适中。
2. 通过振动源施加不同频率的振动，使弦产生波动。
3. 观察弦上的波动，并记录下波节和波腹的位置。
4. 改变振动源的频率，重复步骤3，直到观察到不同频率下的驻波现象。
四、实验结果分析根据实验所得数据，我们可以绘制出不同频率下的驻波图像。
通过观察图像，我们可以发现以下几个规律：1. 驻波的节点位置与频率呈反比关系。
频率越高，节点位置越靠近弦的两端。
2. 驻波的波腹位置与频率成正比关系。
频率越高，波腹位置越靠近弦的中央。
3. 驻波的振幅在弦的中央最大，在两端逐渐减小。
根据以上规律，我们可以得出结论：驻波的形成与弦的长度和振动频率有关。
频率越高，弦的长度越短，波节位置越靠近两端；频率越低，弦的长度越长，波节位置越靠近中央。
五、实验误差和改进在实验过程中，可能会存在一些误差，例如弦的固定度不够稳定，振动源的频率不够准确等。
为了减小这些误差，可以采取以下改进措施：1. 使用更稳固的支架，确保弦的固定度。
2. 使用更精确的频率可调振动源，提高频率的准确性。
3. 多次重复实验，取平均值，减小误差的影响。
六、实验应用弦上驻波实验是物理学中重要的实验之一，不仅可以帮助我们理解波动现象的基本原理，还可以应用于其他领域。
弦线驻波实验报告结果(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过观察弦线上形成的驻波现象，了解弦线达到共振和形成稳定驻波的条件；测定弦线上横波的传播速度；探究弦线作受迫振动时的共振频率与驻波波长、张力和弦线线密度之间的关系。
二、实验原理1. 横波传播速度：在张力为T、线密度为μ的弦线上，横波的传播速度v可表示为：v = √(T/μ)。
2. 驻波形成条件：当两列振幅相同、频率相同、传播方向相反的波在同一直线上叠加时，若满足以下条件，则形成驻波：- 波长λ = 2nL/n，其中n为正整数，L为弦长。
- 驻波频率f = (n/T) v，其中n为正整数，T为弦线张力。
3. 共振频率：当弦线上的振动频率等于其固有频率时，弦线发生共振，此时驻波振幅最大。
三、实验仪器1. 弦音计装置（包括驱动线圈和探测线圈各一个、1 kg硅码和6根不同线密度的吉他弦）2. 信号（功率函数）发生器3. 数字示波器4. 千分尺5. 米尺四、实验步骤1. 将弦线固定在两个滑轮上，调节弦长L，使其满足驻波形成的条件。
2. 使用信号发生器产生频率可调的正弦波信号，驱动弦线振动。
3. 使用数字示波器观察并记录弦线上的振动波形。
4. 改变弦线张力T，记录不同张力下的共振频率f和驻波波长λ。
5. 改变弦线线密度μ，记录不同线密度下的共振频率f和驻波波长λ。
6. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 驻波形成条件：通过实验观察到，当弦长满足2nL/n（n为正整数）时，弦线上形成稳定的驻波。
这与驻波形成的理论条件相符。
2. 共振频率与张力的关系：实验结果表明，在弦线线密度一定的情况下，共振频率f与张力T呈线性关系，即f = aT + b（a、b为常数）。
这与理论公式f =(n/T) v相符。
3. 共振频率与线密度的关系：实验结果表明，在弦线张力一定的情况下，共振频率f与线密度μ呈线性关系，即f = cμ + d（c、d为常数）。
这与理论公式f= (n/T) v相符。
大学物理演示实验报告
弦线驻波演示实验::实验内容::实验目的了解：1、一固定端的弦线在周期性横向外力的作用下所形成的驻波；2、环形驻波；3、弹簧片的固有频率与强迫外力的频率相同时产生的共振现象。
操作与现象1、固定端反射的线形驻波的演示将松紧带的两端分别固定在振荡器和喇叭振源上面的竖直铜棒上。
把振荡器（或其它一处）的输出端与喇叭振源的输入端接通，调节功率旋钮使它位于中间位置，打开电源，把频率调节旋钮从低处往高处逐步转动，这样在松紧带上会显现出线形驻波。
2、环形驻波的演示把钢丝变成一个圆环后，将两端固定在喇叭振源的铜棒上，接通电路，调节频率旋钮和功率旋钮，从钢丝左端和右端传来的振动在钢丝内叠加，当调节到圆周长等于半波长的整数倍时，则在圆环上形成环形驻波。
3、弹簧片共振现象的演示将弹簧片固定在喇叭振源的铜棒上，接通电路，调节频率旋钮，当振源的强迫外力的振动频率与弹簧片的其中一边固有频率相同时，这一边产生共振，弹簧片振动得很强，另一端则几乎不振。
调节振动频率，当振源的振动频率与弹簧片的另一边的固有频率相同时，则另一边产生共振现象。
水波盘【实验目的】利用水波的投影显示波的形成、传播、反射、干涉和衍射等的形象。
【实验器材】水波盘演示仪，如图20-1所示。
有水槽、振动源、光源、各种振子（包括单振子、双振子、平面波振子）及挡板2块水槽及壳体水槽是用底部装有密封、透明玻璃的不锈钢盆制成。
壳体用金属材料制成，上面放有水槽，正面竖直安装毛玻璃，作为水波投影的屏幕。
框架内部倾斜45°装有平面镜，用来反射水面的影象到屏幕上，底部装有变压电源，后面装有一立杆。
立杆上端安装光源盒，中部安装振动源盒，在立杆的中部开有长槽孔，用来调节振动源盒的高度。
振动源振动源采用电磁、激励式。
它是由电磁铁、电位器、振杆、振子、主板等组成。
振频调节是一个与电磁铁线圈串联的可调电阻，控制其电流以改变振动的频率。
调节振幅螺丝，可使投影波形的清晰度达到最佳。
振动源盒后面有一插孔，使用时与光源盒插头相接。
大学物理演示实验——弦驻波的演示实验
大学物理演示实验论文一、实验名称：弦驻波演示二、主要装置：振荡器（调节振动源的振幅和频率），振动源，松紧带（充当驻波的介质）三、物理原理：当振动频率，振幅和振动方向相同的两列简谐波，在同一直线沿着相反的方向传播时，产生特殊的干涉现象，即驻波。
在波的传播过程中，当波由波密媒质进入波疏媒质时，在分界面处，反射波与入射波同相位，没有半波损失。
当波由波疏媒质进入波密媒质时，在分界面处，反射波与入射波有π的相位突变，有半波损失。
所以驻波在两固定端形成的是波节。
相邻波节和波腹的距离为因为波长有一定限制，一波长和松紧带的长度应满足如下条件是才能形成驻波。
四、实验现象：当振动频率，振幅和振动方向相同的两列简谐波，在同一直线沿着相反的方向传播时，产生特殊的干涉现象，即驻波。
松紧带的两端分别与振动源和固定端（入射波反射点）相连。
当振荡器开启时，将会形成简谐波，入射波和反射波干涉，当频率波长满足条件时将在松紧带上形成驻波。
因为波长有一定限制，一波长和松紧带的长度满足如下条件时才能形成驻波。
调节合适的频率与振幅使得驻波形成之后，可以看到在驻波中，直线上的某些始终静止不动，这样的点叫做波节。
某些点的振幅具有最大值，这些点称为波腹。
波腹处的振幅等于一个波的振幅的两倍。
固定端形成的永远是波节。
波形上的不同点以不同的振幅在波节两边以相同的频率做往复运动。
两波节中间的点，振幅最大；越靠近波节，振幅越小。
此时绳上的各点，只有段与段之间的相位突变，没有震动状态或相位的逐点传播，没有什么能量向外传播。
每一个节点的两侧的各点总是向相反方向运动，当右边的点向上移动时，左边的点向下移动，说明节点两边的位相相反。
而相邻两节点间的各点，虽然它们的振幅不同，但它们却同时经过平衡点，同时达到最大值，和最小值，各点的向相同方向运动，说明它们具有相同的位相。
分别改变振动频率以及振幅，观察松紧带的振动情况。
频率增大，驻波形成的越多，即两波节之间的距离越小。
大学物理 弦驻波
弦驻波一、实验目的1、观察弦驻波的振幅和位相特性。
2、在频闪光照射下，观察弦驻波的视觉形象。
二、实验装置图1a 为固定端 b为振动点三、实验现象与观察当振动频率、振幅和振动方向相同的两列简谐波，在同一直线沿着相反的方向传播时，叠加后将会产生一种特殊的干涉现象——驻波。
在驻波中，直线上的某些点始终静止不动的叫做波节；某些点的振幅具有最大值，等于一个波的振幅的两倍，叫做波幅。
1、固定端反射的弦驻波图2将约90cm长的弦线的一端装接与喇叭振动点b点，另一端与一固定端a点相连接。
由低频振荡器输出一定频率的信号，通过连接线输入喇叭振动装置，带动弦线上下周期性运动。
当b 点发出的入射波与a点的反射波在弦线上迭加，满足一定的条件，形成驻波。
分别改变振动频率以及弦线所受张力的大小，仔细观察弦线的振动情况。
用频闪仪照射弦驻波，仔细观察波形，可以清楚地看到波形上的不同点以不同的振幅在平衡点两边以相同的频率做往复运动，此运动的状态不同于行波的向前传播，而是驻定不动。
每一个节点的两侧的各点总是向相反方向运动，当右边的点向上移动时，左边的点向下移动，说明节点两边的位相相反。
而相邻两节点间的各点，虽然它们的振幅不同，但它们却同时经过平衡点，同时达到最大值，和最小值，各点的向相同方向运动，说明它们具有相同的位相。
2、环形的驻波图3 图4把钢丝弯成一个圆形后，将两端固定在喇叭上面的铜棒上，接通电源，调节频率旋钮和输出旋钮，从钢丝左端和右端传来的振动在钢丝内叠加，当调节到圆环周长等于半波长的整数倍时，则可在直径为28cm的圆环上形成3个、4个或5个圆形驻波，其中以形成5个驻波的梅花形最为好看。
大学物理实验----弦振动驻波
弦振动驻波的研究【实验目的】1．观察弦振动时驻波的形成；2．验证弦振动时驻波波长与张力的关系； 3．验证弦线波传播规律ρTV =，λ⋅=f V 。
【实验仪器】本实验用产生稳定驻波的实验装置产生驻波（如图1所示）。
波源A 是由电力驱动的电动音叉，能够产生机械波。
B 是一个定滑轮，称为节点。
从音叉A 的端部引出一根弦线穿过B 点后弯折，弦线的另一端悬挂一重物M 。
重物产生的重力就是加在弦线上的张力。
【实验原理】1. 求弦线线密度的原理机械波在介质中的传播速度与介质本身的物理属性有关系。
当一列横波沿弦线传播时，若维持张力T 不变，则横波的传播速度v 与弦线上的张力T 及弦线的线密度ρ的关系为ρTv =。
若弦线的振动频率为f ，横波在弦线上传播的波长为λ，则ρλTf v =⋅=，即ρλTf1=，若f 、ρ固定，则 λ∝T 。
精确测定λ和T ，作λ～T 图线，若其为一过原点的直线，则上述观点得到验证。
若知道f ，T ，λ则可求出弦线的线密度。
2. 用驻波法求波长的原理从波源A 发出的机械波沿着弦线向前传播。
机械波传播到节点B 后即被反射，反射回来的机械波仍然沿弦线传播。
发射波（波1）与反射波（波2）在C 点相遇，如图2。
波1比波图1 驻波发生装置源A 的相位延迟了πλϕ21⋅=x。
波2比波源A 的相位延迟了ππλϕ+⋅-=222xL 。
其中2ϕ里面附加的相位π是由于在节点B 的位置处，波是由波疏介质（弦线）入射到波密介质（金属定滑轮），因此产生半波损失，产生π的相位突变。
波1和波2在C 点处的相位差ππλϕϕϕ+⋅-=-=∆22212xL c 。
对于C 点来说，两列波的相位差恒定。
且两列波是从同一个波源发出的，故频率相同，振幅相同，满足机械波波的相干条件（频率相同，振幅相近，相位差恒定），会产生波的干涉现象。
图2 驻波原理当波源到节点的距离为半波长的整数倍的时候，即2λ⋅=m L ，m 为整数，在C 点处相遇的两束波的相位差为πλππππλλϕ22222⋅-+=+⋅-=∆xm xm c 。
弦驻波实验报告
弦驻波实验报告弦驻波实验报告一、实验目的通过实验探究弦的驻波现象及其特点。
二、实验器材1.弦，材质为弹性好的材料，例如尼龙弦。
2.振动发生器，用于产生频率可调的连续振动。
3.扬声器，用于将振动传播到弦上。
4.频率计，用于测量振动的频率。
5.定尺，用于测量弦的长度。
6.调整装置，用于调整弦的张力。
三、实验原理当弦上的振动频率等于其固有频率时，会产生弦的驻波现象。
驻波是指两个同频率、相同振幅、但方向相反的波在同一介质中共存，并形成固定的节点和腹点，节点处振幅为零，腹点处振幅为最大。
四、实验步骤1.将弦固定在两个支撑点上，保持弦的横向张力。
2.将振动发生器与扬声器连接，将振动发生器的振动传递到弦上。
3.调节振动发生器的频率，使得弦上出现节点和腹点。
4.测量弦的长度，并记录下频率和弦的节点和腹点的位置。
5.重复以上步骤，改变弦的长度和振动发生器的频率，观察并记录驻波的变化。
五、实验结果与分析通过实验测得不同频率下弦的节点和腹点的位置，可以画出驻波图形。
通过观察图形可以发现，驻波图形由一系列节点和腹点组成，节点和腹点之间的间距相等。
这是因为节点是弦上振动的固定点，当两个波相遇时，节点处的振动相互抵消，形成零位移。
而腹点是弦上振动的最大幅度点，相邻两个腹点之间的间距为半个波长。
六、实验结论1.弦上产生的驻波是由两个同频率、相同振幅、但方向相反的波相互叠加形成的。
2.驻波图形由一系列节点和腹点组成，相邻两个节点（或腹点）之间的间距为半个波长。
3.弦的驻波频率与弦的长度有关，长度一定时，驻波频率也是一定的。
七、实验注意事项1.调整弦的张力时应注意安全，避免弦突然断裂造成伤害。
2.使用实验仪器时要按照正确的方法操作，避免误操作导致的危险。
3.实验中的数据测量应准确，避免误差的产生。
八、实验改进方向1.可以通过改变弦的材质或粗细来观察驻波的变化。
2.可以对不同长度的弦进行比较实验，观察弦的驻波频率与长度的关系。
3.可以将实验结果与理论计算进行对比，验证实验结果的准确性。
弦上驻波实验实验报告
弦上驻波实验-实验报告弦上驻波实验实验报告一、实验目的本实验旨在通过弦上驻波的方法，研究弦的振动特性，包括弦的频率、波长、振幅等参数。
通过此实验，我们期望能深入理解驻波的概念及其在物理学中的应用。
二、实验原理驻波是由振源振动引发，在介质中传播，但振幅不随时间变化的一种特殊波。
在弦上，驻波的形状由弦的长度和张力决定。
弦上的驻波可以激发出各种模态，这些模态的频率与弦的长度和张力有关。
弦上驻波的基本公式为：f = (1 + π^2 * v * T^2 / L^2)^(1/2)其中 f 是模态频率，v 是声速，T 是弦的张力，L 是弦的长度。
三、实验步骤1.准备实验器材：弦线、张力测量仪、声速测量仪、信号发生器、放大器、示波器等。
2.将弦线悬挂于张力测量仪上，调整弦线的张力至预定值。
3.使用信号发生器在弦线上产生激振信号，通过放大器将信号放大，再通过示波器观测弦线的振动响应。
4.调整信号发生器的频率，观察示波器中的振动图形。
当弦线振动稳定时，记录此时的激振频率和振动模态。
5.逐步改变激振频率，观察并记录每个激振频率下弦线的振动模态。
四、数据分析在实验过程中，我们记录了不同激振频率下弦线的振动模态。
通过分析这些数据，我们可以得到以下结论：1.随着激振频率的增加，弦线的振动幅度逐渐增大。
这是因为在相同时间内，高频率的振动意味着更多的振动能量。
2.当激振频率增加到一定值时，弦线的振动幅度开始减小。
这是因为在高频率下，弦线的阻尼开始起作用，消耗了部分振动能量。
3.通过对比不同激振频率下的振动模态，我们可以发现振动模态的形状与弦线的长度和张力有关。
当激振频率一定时，增加弦线的张力会使振动幅度增大，而减小弦线的长度则会减小振动幅度。
4.根据实验数据，我们可以验证上述公式。
通过测量声速、张力、长度等参数，我们可以计算出理论模态频率与实验结果进行比较。
发现两者较为接近。
五、实验结论通过本次实验，我们研究了弦上驻波的振动特性。
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大学物理演示实验探究
1151914 李海鹏一、实验名称：弦驻波现象的探究
二、主要装置：振荡器（调节振动源的振幅和频率），振动源，松紧
带（充当驻波的介质）
三、物理原理：
当振动频率，振幅和振动方向相同的两列简谐波，在同一直线沿着相反的方向传播时，产生特殊的干涉现象，即驻波。
在波的传播过程中，当波由波密媒质进入波疏媒质时，在分界面处，反射波与入射波同相位，没有半波损失。
当波由波疏媒质进入波密媒质时，在分界面处，反射波与入射波有π的相位突变，有半波损失。
所以驻波在两固定端形成的是波节。
相邻波节和波腹的距离为
因为波长有一定限制，一波长和松紧带的长度应满足如下条件是才能形成驻波。
四、实验现象：
当振动频率，振幅和振动方
向相同的两列简谐波，在同一直
线沿着相反的方向传播时，产生
特殊的干涉现象，即驻波。
松紧
带的两端分别与振动源和固定端（入射波反射点）相连。
当振荡器开
启时，将会形成简谐波，入射波和反射波干涉，当频率波长满足条件时将在松紧带上形成驻波。
因为波长有一定限制，一波长和松紧带的长度满足如下条件时才能形成驻波。
调节合适的频率与振幅使得驻波形成之后，可以看到在驻波中，直线上的某些始终静止不动，这样的点叫做波节。
某些点的振幅具有最大值，这些点称为波腹。
波腹处的振幅等于一个波的振幅的两倍。
固定端形成的永远是波节。
波形上的不同点以不同的振幅在波节两边以相同的频率做往复运动。
两波节中间的点，振幅最大；越靠近波节，振幅越小。
此时绳上的各点，只有段与段之间的相位突变，没有震动状态或相位的逐点传播，没有什么能量向外传播。
每一个节点的两侧的各点总是向相反方向运动，当右边的点向上移动时，左边的点向下移动，说明节点两边的位相相反。
而相邻两节点间的各点，虽然它们的振幅不同，但它们却同时经过平衡点，同时达到最大值，和最小值，各点的向相同方向运动，说明它们具有相同的位相。
分别改变振动频率以及振幅，观察松紧带的振动情况。
频率增大，驻波形成的越多，即两波节之间的距离越小。
五．探究的思考
1、驻波中，质点能量没有流动吗？
驻波是媒质的一种特殊运动状态，它是稳定态。
能量从波腹传到波节，又从波节传到波腹，往复循环，能量不被传播。
当介质中各质点的位移达到最大值时，其速度为零，即动能为零。
这时除波节外所
有质点都离开平衡位置，而引起介质的最大的弹性形变，所以这时驻波上的质点全部能量都是势能。
由于波节附近的相对形变量最大，所以势能最大。
而在波腹附近的相对形变为零，所以势能为零。
因此驻波的势能集中在波节附近。
驻波的全部能量都是动能。
这时在波腹处的质点的速度最大，动能最大；而在波节处质点的速度为零，动能为零。
因此驻波的动能集中在波腹附近。
由此可见，介质在振动过程中，驻波的动能何时能不断地转换。
在转换的过程中，能量不断地由波腹附近转移到波节附近，再由波节附近转移到波腹附近。
在行波中能量随波的传播而不断向前传递，其平均能流密度不为零；但驻波的平均能流密度等于零，能量只能在波节与波腹间来回运行。
即驻波进行过程中没有能量的定向传播。
2、一根弦上，当传有传播方向相反的两列波时，一定形成驻波吗？
不一定。
两列波不紧要传播方向相反，还要求振动方向相同、振幅相同、频率也相同，这样的的平面简谐波叠加才会形成驻波。
没有相位的条件，因为不同点的相位差不同，合振幅不同，同相点振幅最大称为波腹，反相点振幅为零称为波节。