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1、实验题目：横波在弦线上的传播规律一、实验目的1. 观察弦线上形成的驻波，用实验验证在频率一定时，驻波波长与张力的关系；2. 在张力不变时，验证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；二、实验仪器可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可调滑轮、缺码盘、米尺、弦线、缺码、 电子秤等三、实验原理在一根拉紧的弦线上，沿弦线传播的横波满足运动方程：L2y(1)-2:y7T-2将该式与典型的波动方程二凄ft-22=1比较，可得波的传播速度:v"中T为张力，k线密度.若波源的振动频率为f,则横波的波长:两边取对数，得log 1 . fgT若固定频率f和线密度改变张
2、力T,并测出各相应波长丸，作log % -log T ,若得一直线，计算其斜率值，（如为1/2）,财5E明_ 1/ 2 九必T 的美系成立。同理，固定线密度张力T,改变振动频率f,测出相应波长 舄，作log舄一log f ,如得一斜率为-1的直线就验证了 " f I。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。弦线上出现的静止点，称为波节，相邻两波节的距离为半个波长。若观察到在长为L的弦上有n个驻波，则波长Z=2L/n。四、实验内容与步骤1. 验证频率一定时，横波波长与弦线上张力的关系选定一个波源振动频率并记录，改变
3、秋码盘上所挂秋码的个数以改变张力（5次）。每改变一次张力，均要移动可动滑轮的位置，使弦线上出现稳定且幅度比较大的驻波。 记录频率 值，两支架间的距离 L, L上所形成的半波数的个数 n,以及缺码与缺码盘的总质量。计算出波长（利用公式 赤=2L/n ），张力（石去码与石去码盘所受的重力），作log九-logT图， 计算其斜率，并于理论值比较。2. 验证张力一定时，横波波长与波源频率的关系给石去码盘挂上一定数量石去码（一般三个）并记录，以保持张力一定。改变频率（5次），使得弦线上能够调出稳定且幅度较大的驻波。每次改变频率要保证足够的间隔（一般要10赫兹以上）。记录两支架间的距离 L, L上所形成的
4、半波数的个数n,以及相应的频率。计算出波长，作log - logf图，计算其斜率，并于理论值比较。五、数据记录（实验）1. 固定波源振动频率，改变弦线张力 见原始数据表一2, 固定弦线张力，改变频率见原始数据表二六、数据处理1,波长与张力的关系根据表一计算得次数12345Z/mTlog九logTlog 赤-logT 图斜率和理论值的相对误差为：2,波长与频率的关系 根据表二计算得次数12345九/mlog舄log flog , - logf 图logT - logf的斜率为：斜率与理论值的差异白分比为：七、思考与讨论1. 求赤时为何要测几个半波长的总长。2. 为了使log赤-logT直线图上的数据点分布比较均匀，石去码盘中的石去码质量应如何改变?3. 为何波源的簧片振动频率尽可能避开振动源的机械共振频率4. 弦线的粗细和弹性对实验结果各有什么影响，应如何选择?