均匀弦振动实验报告

实验名称：固定均匀弦振动的研究学生学号：_______________ 学生姓名：_______________ 学院专业班级：_______________ 上课时间：_______________ 指导教师：_______________ 实验报告成绩：_______________一、注意事项（课前认真阅读）1. 调节定滑轮高度使弦线成水平，并使得弦线和音叉腿成一条直线，不能是折线。

2. 测量时应使驻波波形稳定，且波节清晰，振幅分布稳定，砝码不要晃动，因保持静态。

3. 使用米尺前应确认是否有零点误差，测量时注意读取数据的精度。

4. 电振音叉不起振或不使用时，应将触点断开。

5. 实验完毕，应立即将所有砝码取下放好，整理并归置好仪器。

二、预习思考题（课前完成）1. 观看仪器介绍并掌握其使用方法及注意事项；2. 仔细阅读课本，初步了解实验并且能够独立回答问题；3. 左侧问题预习前完成，右侧空白处实验后完善与总结。

1.相干波源需要满足什么条件？波的干涉现象的特点是什么？2.实验中对于在拉紧的弦线上传播的横波，其传播速度与哪些因素相关？3.请完成以下与弦振动实验装置相关的问题，电振音叉的构造如图1所示：图1 游标卡尺构造图1)请在图上标出任意一波节与波腹。

2) L指：__ __ _____ 。

4. 简要推导出：①驻波各点振幅A x的表达式。

②利用驻波现象测量波长的计算公式。

③均匀弦线上弦振动频率f的计算公式。

5. 讨论如何利用作图法研究均匀弦线上横波的波长与弦线张力、波动频率之间的关系。

四、实验思考及自我拓展（课后完成）1. 实验中可能存在哪些误差？该如何减小误差？2. 若用来产生张力的砝码太重或太轻，则会对实验结果产生什么样的影响？3. 本实验中，改变音叉频率，会使波长变化还是波速变化？改变弦线长时，频率、波长、波速中哪个量随之变化？改变砝码质量情况又怎样？4. 调出稳定的驻波后，欲增加半波数的个数，应增加砝码还是减少砝码？是增长还是缩短弦线长度？五、实验数据记录（课堂完成）1.按照实验要求测量数据并记录在下面表格中；2.原始实验数据每小组一份，小组各成员签名后由指导教师审核签字；3.原始实验数据不能用铅笔记录，实验数据不能任意涂改，发现错误应重新完成实验。

弦振动试验报告范文一、实验目的通过对弦的振动进行观测和分析，探究弦振动的基本特性，了解振动波的传播和行为规律。

二、实验装置和原理实验装置包括一根细绳、一个张力装置和一个弦振动装置。

在张力装置的作用下，将一端固定住，另一端接受扰动产生振动。

通过调整振动源的频率和振动幅度，观察和记录弦的振动情况。

三、实验步骤1.将细绳固定在振动装置的固定端，另一端接受扰动。

2.调节振动源的频率和振动幅度，产生适当的振动。

3.观察并记录细绳的振动情况，包括振动的形态、频率等数据。

4.根据观察和记录的数据进行分析和总结。

四、实验结果与分析1.实验中观察到细绳的振动形态是一个站立波，即固定端处没有振动，中间有若干振动节点。

2.实验中发现振动的频率与振动源的频率成正比。

通过调节振动源的频率，可以观察到不同频率下的振动效果。

3.实验中还观察到，振动的振幅与振动源的振动幅度成正比。

通过调节振动源的振动幅度，可以观察到不同振动幅度下的振动效果。

根据观察和实验数据的分析，可以得出以下结论：1.弦的振动形态为站立波，即固定端处无振动。

2.弦的振动频率与振动源的频率成正比，可以通过改变振动源的频率来改变弦的振动频率。

3.弦的振动振幅与振动源的振动幅度成正比，可以通过改变振动源的振动幅度来改变弦的振动振幅。

五、实验总结通过本次实验，我对弦振动的基本特性有了更深入的理解。

在实验过程中，我学会了如何观察和记录振动情况，如何调节振动源的频率和振动幅度。

通过实验数据的分析，我得出了一些重要的结论，并对弦振动的规律有了更清晰的认识。

然而，在实验中还存在一些不足之处。

由于实验条件和设备有限，无法进行更详细的观察和测量。

同时，在实验操作中也可能存在一定的误差，需要进一步改进实验方法和技巧。

六、改进意见为进一步探索弦振动的特性和规律，可以进行以下改进：1.增加观察和测量的项目，如振动波的传播速度和相位差等。

2.采用更精确的测量设备，提高数据的准确性和可信度。

均匀弦振动实验报告
实验目的：了解均匀振动的特征，如振幅、频率、相位角等；探讨量程系数的影响。

实验原理：通过弦琴将弦的振动转化为均匀振动，利用信号放大器及声磁式谐振器等
仪器，测量弦的振幅和频率。

实验材料：弦琴、时间半过量程仪、信号放大器、声磁式谐振器。

实验流程：
（1）将时间半过量程仪和信号放大器连接起来，同时将声磁式谐振器与信号放大器
相连。

（2）用弦琴拉断将起始距离为d的弦：将弦琴弦拉断时在时间半过量程仪表上会出
现一个缩小的三角形，测量其时间和距离。

（3）根据计算求出振动频率f：根据时间半过量程法，可以求出振动周期T=2d/v，
得到的f=1/T，即振动的频率。

（4）根据不同的量程系数改变谐振器的动态载荷，并重复步骤1-3，观察振幅和频
率的变化情况。

实验结果：当量程系数增大时，振幅越大，振动频率越高，表明振幅与量程系数成正比，振动频率与量程系数成反比。

本次实验验证了均匀弦振动中振幅与量程系数、振动频率与量程系数之间的相互关系，更深入地了解了均匀弦振动的特点。

实验八 固定均匀弦振动的研究XY 弦音计是研究固定金属弦振动的实验仪器，带有驱动和接收线圈装置，提供数种不同的弦，改变弦的张力，长度和粗细，调整驱动频率，使弦发生振动，用示波器显示驱动波形及传感器接收的波形，观察拨动的弦在节点处的效应，进行定量实验以验证弦上波的振动。

它是传统的电子音叉的升级换代产品。

它的优点是无燥声污染，通过函数信号发生器可以方便的调节频率，而这两点正好是电子音叉所不及的。

[实验目的]1. 了解均匀弦振动的传播规律。

2. 观察行波与反射波互相干涉形成的驻波。

3. 测量弦上横波的传播速度。

4. 通过驻波测量，求出弦的线密度。

[实验仪器]XY 型弦音计、函数信号发生器、示波器、驱动线圈和接收线圈等。

[实验原理]设有一均匀金属弦线，一端由弦码A 支撑，另一端由弦码B 支撑。

对均匀弦线扰动，引起弦线上质点的振动，假设波动是由A 端朝B 端方向传播，称为行波，再由B 端反射沿弦线朝A 端传播，称为反射波。

行波与反射波在同一条弦线上沿相反方向传播时将互相干涉，移动弦码B 到适当位置。

弦线上的波就形成驻波。

这时，弦线就被分成几段，且每段波两端的点始终静止不动，而中间的点振幅最大。

这些始终静止的点称为波节，振幅最大的点称为波腹。

驻波的形成如图4-8-1所示。

设图4-8-1中的两列波是沿x 轴相反方向传播的振幅相等、频率相同的简谐波。

向右传播的用细实线表示，向左传播的用细虚线表示，它们的合成驻波用粗实线表示。

由图4-8-1可见，两个波腹间的距离都是等于半个波长，这可以从波动方程推导出来。

下面用简谐表达式对驻波进行定量描述。

设沿x 轴正方向传播的波为行波，沿x 轴负方向传播的波为反射波，取它们振动位相始终相同的点作坐标原点，且在x =0处，振动质点向上达最大位移时开始计时，则它们的波动方程为：)(2cos 1λπx ft A y -= )(2cos 2λπx ft A y += 式中A 为简谐波的振幅，f 为频率，λ为波长，x 为弦线上质点的坐标位置。

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。

弦振动实验报告一． 实验目的1. 观察弦振动形成的驻波并用实验确定弦振动时共振频率与实验参数的关系；2. 学习用一元线性回归和对数作图法处理数据；3. 学习检查和消除系统误差的方法。

二． 实验原理一根柔软均匀的弦线两端被拉紧时，加以初始激励（如打击）之后，弦不再受外加激励，将以一定的频率自由振动，在弦上将产生驻波。

自由振动的频率称为固有频率。

如果对弦外加连续周期性激励，当外激励频率与弦的固有频率相近时，弦上将产生稳定的较大振幅的驻波，说明该振动系统可以吸收频率相同的外部作用的能量而产生并维持自身的振动，外加激励强迫的振动称为受迫振动。

当外激励频率等于固有频率时振幅最大将出现共振，共振是受迫振动中激励频率任何微小变化都会使响应（振幅）减小的情形。

最小的固有频率称为基频率。

实验还发现：当外激励频率为弦基频的2倍、3倍或其他整数倍时，弦上将形成不同的驻波。

这种能以一系列频率与外部周期激励发生共振的情形，在宏观体系（如机械、桥梁、天体）和微观体系（如原子、分子）中都存在。

弦振动能形成简单而且典型的共振。

弦振动的物理本质是力学的弹性振动，即弦上各质元在弹性力作用下，沿垂直于弦的方向振动，形成驻波。

（驻波的一般定义是：同频率的同类自由行波相互干涉形成的空间分布固定的周期波，其特征是它的波节、半波节或波腹在空间的位置固定不变）。

弦振动的驻波可以这样简化分析，看作是两列频率和振幅相同而传播方向相反的行波叠加而成。

在弦上，由外激励所产生振动以波的形式沿弦传播，经固定点反射后相干叠加而形成驻波。

固定点处的合位移为零，反射波有半波损失，即其相位与入射波的相位之差为π，在此处形成波节。

在距波节λ/4处，入射波与反射波相位相同，此处合位移最大，即振幅最大，形成波腹。

相邻的波节或波腹之间的距离为半个波长。

两关固定的弦能以其固有频率的整数倍振动，因此弦振动的波长应满足：()...3,2,1 2==N NLλ式中L 是弦长，N 是波腹数，为正整数。

弦振动实验报告弦振动实验报告引言弦振动是物理学中常见的一种现象，它是指当一根弦受到外力作用时，弦上的点会产生振动。

弦振动实验是物理学实验中的经典实验之一，通过实验可以研究弦的振动特性、频率和波长等相关参数。

本报告将详细介绍弦振动实验的实验装置、实验步骤、实验结果以及实验结论。

实验装置本次实验所使用的装置包括：一根细而均匀的弦、一个固定的支架、一个固定的振动源和一个振动传感器。

实验中，弦被固定在支架上，振动源通过电磁感应的方式产生振动，振动传感器用于测量弦上各点的振动情况。

实验步骤1. 将弦固定在支架上，并保证弦的紧绷度适中。

2. 将振动源与弦的一端相连，并调节振动源的频率和振幅。

3. 将振动传感器放置在弦上的某一点处，并连接至数据采集设备。

4. 打开振动源，开始产生弦的振动。

5. 通过数据采集设备记录弦上各点的振动情况，并进行数据分析。

实验结果通过实验记录和数据分析，我们得到了以下实验结果：1. 弦上不同位置的振动情况：我们发现，弦的中央位置振动幅度最大，而离中央位置越远，振动幅度逐渐减小。

2. 弦的共振现象：我们发现，在一定的频率范围内，弦会出现共振现象，即振动幅度达到最大值。

通过实验记录和数据分析，我们确定了弦的共振频率及其对应的振动模式。

3. 弦的频率与振动模式之间的关系：我们发现，弦的频率与振动模式有密切的关系。

不同的频率对应着不同的振动模式，其中基频对应着弦的最低共振频率。

实验结论通过本次弦振动实验，我们得出了以下结论：1. 弦振动的幅度与位置有关，中央位置振动幅度最大。

2. 弦在一定频率范围内会出现共振现象，振动幅度达到最大值。

3. 弦的频率与振动模式有密切的关系，不同频率对应不同振动模式。

4. 弦的基频对应着弦的最低共振频率。

实验意义弦振动实验是物理学中重要的实验之一，它可以帮助我们深入理解弦振动的特性和规律。

通过实验，我们可以探究弦的频率、波长、振动模式等相关参数，进一步认识波动理论和振动现象的基本原理。

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。

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。