弦振动的研究

弦振动的研究

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班号: 日期: 实验室名称: 试验人: 指导老师:

实验目的

（1） 了解波在弦上传播及弦波形成的条件 （2） * 测量拉紧弦不同弦长的共振频率 （3） * 测量弦线的线密度

（4） * 测量弦振动时波的传播速度 （5） 测量弦在不同张力下的的基频

（标“*”的为已经完成或受临时试验条件、仪器等限制而无法完成的项目） 主要仪器

FB-301型弦振动研究试验仪、FB-303型弦振动试验信号源、双踪示波器 实验原理

正弦波沿拉紧的弦传播，可用等式y1ymsin2(x/ft)来描述。如果弦的一端被 固定，反射波可以表示为y2ymsin2(x/ft)。叠加后的方程为

y22ymsin(2x/)cos(2ft)

当位置固定为x0时，弦做简谐振动振幅为2ymsin(2x/)。因此，当振幅达到最大；当x0/2,3/2,5/2,…时，振幅为零。x0/4,3/4,5/4,…时，

这种波形叫做驻波。

当驻波的波腹数为1时，此时先振动的频率为该条件下弦的基频。 由于实验仪器的老化，本次试验只完成测量弦的基频的任务。

实验内容 （1）（弦已经固定在仪器上了）把两块支撑板放在弦下相距为L的两点上(它们决定弦的长度)。

（2）将物块（1.05kg）挂到试验所需的拉紧度的拉力杆上然后旋动调节螺杆，使拉力杆水平。

（3）将信号发生器和探测器放到弦线下面，信号发生器据支撑板10cm左右，信号探测器位于弦中央；将信号线分别接到信号源和示波器上。 （4）打开电源，调好仪器。 （5）慢慢升高信号发生频率，当示波器显示弦中央的振幅达到最大时，此时即达到共振，

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中国地质大学（武汉） 实验报告 此时的波腹数为1，振动频率为弦的基频。频率通过示波器的显示算出。

（6）通过改变钩码的位置改变弦张力的大小，测出多组数据，如下表所示。 （本组试验所用弦的线密度为 kg/m） 张力/N 基频/Hz 10 200 20 330 30 400 40 444 50 500 注意事项

（1） 重物不要挂得太多，以免拉断弦线；

（2） 信号频率要重最小调起，否则先得到的不一定是一个波腹的情况。

试验建议

仪器老化，灵敏度极大地降低，最好更换。

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