1/7 弦线上波的传播规律 实验介绍： 波动的研究几乎出现在物理学的每一领域中。如果在空间某处发生的扰动，以一定的速度由近及远向四处传播，则这种传播着的扰动称为波。机械扰动在介质内的传播形成机械波，电磁扰动在真空或介质内的传播形成电磁波。不同性质的扰动的传播机制虽然不相同，但由此形成的波却具有共同的规律性。本试验利用弦线上驻波实验仪，通过弦线上驻波的观察与测量，研究弦线上横波的传播规律。 各种乐器，包括弦乐器、管乐器和打击乐器等，都是由于产生驻波而发声的。为得到最强的驻波，弦或管内空气柱的长度必须等于半波长的整数倍。 实验目的： 1、观察弦振动及驻波的形成； 2、在振动源频率不变时，用实验确定驻波波长与张力的关系； 3、在弦线张力不变时，用实验确定驻波波长与振动频率的关系； 4、定量测定某一恒定波源的振动频率； 5、学习用对数作图法处理数据。 实验仪器： 弦线上驻波实验仪（FD-FEW-II型）及其附件，包括：可调频率的数显机械振动源、平台、固定滑轮、可动刀口、可动卡口、米尺、弦线、砝码等；分析天平，卷尺。 图1 弦线上驻波实验仪示意图 1、可调频率数显机械振动源；2、振动簧片；3、金属丝弦线；4、可动刀口支架； 5、可动卡口支架；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
2/7 实验原理： 1、弦线上横波传播规律 在一根拉紧的弦线上，其中张力为T，线密度为，则沿弦线传播的横波应满足下述运动方程： 2222yTytx ⑴ 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22222yyvtx 相比较，即可得到波的传播速度： Tv ⑵ 若波源的振动频率为f，横波波长为；由运动学知识知，fv、与关系为： vf ⑶ 比较式⑵和式⑶可得： 1Tf ⑷ 为了用实验证明公式⑷成立，将该式两边取对数，得： 11lglglglg22Tf ⑸ 若固定频率f及线密度不变，而改变张力T ，并测出各相应波长，作lglgT 图，若得一直线，计算其斜率，如为12，则证明了12T的关系成立；同理，固定线密度及张力T不变，改变波源振动频率f，测出各对应波长，作lglgf图，如得一斜率为1的直线，就验证了：1f的关系。 将公式⑷变形，可得： 1Tf ⑹ 实验中测出λ、T、μ的值，利用公式（6）可以定量计算出f的值；若计算值和
1 大学基础物理实验第二版教学设计
背景
大学基础物理是理工科学生必修的一门科目，目的是为了让学生了解基础物理原理及其应用。为了更好地帮助学生理解物理原理，大学物理实验被设计为一门重要的课程。
本文档将简要介绍大学基础物理实验第二版的教学设计。本课程主要负责教学物理实验的基础知识和实验操作方法，以及实验思维和实验报告的编写技巧。
教学目标
1. 了解基础物理实验的设计和操作。
2. 熟悉常用物理实验的器材和测量方法。
3. 学会分析和解释实验结果，并能准确地编写实验报告。
4. 锻炼实验独立思考和协作能力，培养实验态度与精神。
教学内容
实验内容
大学基础物理实验第二版包括15个实验项目，覆盖了机械、热学、电磁、波动、光学和原子物理等多个学科领域。其中主要包括如下实验：
• 加速度实验：测量运动物体的位移和速度，进而计算加速度。
• 牛顿第二定律实验：通过分析物体的受力情况，验证牛顿第二定律。
• 光的折射和反射实验：研究光线的传播规律和折射和反射。
• 电阻率和欧姆定律实验：通过测量电阻和电流，验证欧姆定律。
• 交流电学实验：研究交流电的各种特性，并学习交流电路的分析方法。
• 单色光的干涉实验：研究波动方程并了解干涉现象的发生机理。 2 • 光的色散实验：通过实验了解光的鲜明度和颜色的变化规律等。
实验流程
• 实验前准备：了解实验目的和内容，熟悉仪器的使用方法。
• 实验中操作：按照实验步骤进行操作，记录实验数据。
• 实验后分析：对实验结果进行分析，确定数据的可靠性和误差。
• 实验报告：按照实验要求编写实验报告，包括数据分析、实验结果、误差分析等。
教学方法
大学基础物理实验第二版教学采用多种教学方法，包括：
• 讲解法：通过课堂讲解，介绍各类物理实验和实验操作要点。
• 实验演示法：通过实验演示，让学生更加直观地理解实验原理和方法。
• 分组实验法：通过小组学习，促进学生相互合作和讨论，培养实验能力和创造力。
1
大学物理学实验
(讲稿)
（力、热、光、电）
* *: * * *
授课时间:
所在院系:
物理与电子信息学院 2 预备知识：
不确定度的概念：不确定度是由于测量误差的存在而造成对被测量值不能确定的程度。
因此，我们应将测量中的不可靠量值叫误差，导致测量结果的不可靠量值叫不确定度。
一、 直接测量量的不确定度计算：
A
类不确定度：
（随机误差）
)1()(2
NNxx
ui
A （通用式）
B
类不确定度：（未定系统误差）
3仪
Bu
（p=0.683） （通用式）
总不确定度：22
BAuuu
（通用式）
仪
获得的三个途径：（1）由仪器或说明书给出（指以前称为仪器误差）。
（2
）由仪器的准确度等级给出：
100量程）（等级
仪
（3
）估计连续读数的仪器：分度值
仪21
；
非连续读数的仪器：分度值
仪
；
数子式仪器：
仪
取末位数字的21或
。
单次测量的不确定度计算：由于00)(
Aiuxx故，
3仪
Buu
二、 间接测量量的不确定度计算：
设：...),,(zyxfN
传递公式：...)()()(222222
zyxNu
zf
u
yf
u
xf
u
例如：园柱体的密度公式为
hdm
vm
24
则222
)()2()()(
hu
du
mu
u
hdm
)(
)(u
u
（单位）
式中：—待测物体的直径。—d—待测物体的高度。—h—待测物体的质量。—m
三、 测量结果表示： 3
3)18.091.8()(
cmg
u
（第一位为1时可多取1位）
3)05.080.7()(
cmg
u
（测量值不足两位补零与不确定度位数对齐）
实验一 单摆
一、实验目的
1、用单摆测定本地的重力加速度；
2、掌握用作图法验证理论公式；
3、了解测量中主要误差来源及处理方法。
二、实验原理
用一不可伸长的轻线，一端固定另一端悬挂一可视为质点的小球，此即为单摆。
单摆作摆角很小（0
⼤学物理实验内容
物理实验教程3.2 钢丝杨⽒模量的测定
3.5 固体的导热系数的测定
3.8 惠更斯电桥
3.14 ⽰波器的使⽤
3.15 霍尔效应的应⽤
3.17 分光计的调节和使⽤
3.19 等厚⼲涉的应⽤
407宿舍
3.2钢丝杨⽒模量的测定
【实验⽬的】1．了解静态拉伸法测杨⽒模量的⽅法
2．掌握光杠杆放⼤法测微⼩长度变化的原理和⽅法 3．学会⽤逐差法处理数据 【实验内容与步骤】
1．⽤拉伸法测钢丝的杨⽒模量 1.1 调整杨⽒模量测定仪
调节杨⽒模量测定仪的底脚调整螺钉，使⽴柱铅直。调节平台的上下位置，使随钢丝伸长的夹具B 上端与沟槽在同⼀⽔平⾯上（为什么?）。加1Kg 砝码在砝码托盘上，将钢丝拉直，检查夹具B 是否能在平台的孔中上下⾃由地滑动，钢丝是否被上下夹⼦夹紧．1.2 调整光杠杆镜尺组
光杠杆后两⾜置于沟槽内，前⾜置于夹具B 上，让平⾯镜竖直，镜尺组安放在光杠杆正前⽅约1.2m 处，并尽量使望远镜⽔平并与光杠杆镜⾯同⾼，标尺竖直。
调节望远镜（移动或转动望远镜⽀架）使得从望远镜上⽅沿镜筒轴线⽅向在平⾯镜中能看到标尺的像，调节望远镜的⽬镜，看清镜筒内的⼗字叉丝，调节望远镜的调焦旋钮，使标尺的像清晰并⽆视差。
仔细调节光杠杆，使与望远镜同⾼的标尺刻度像与⼗字叉丝的横叉丝重合。（为什么？） 1.3 测量n ?
轻轻的依次将1Kg 的砝码加到砝码托盘上（砝码托⾃重不计），记录不同⼒作⽤下望远镜中标尺读数'i n (共6次)，然后将砝码再依次轻轻取下，再记录不同⼒作⽤下标尺读数"i n ，两次读数的平均值作为不同⼒作⽤下标尺的读数i n ，⽤逐差法求n ?
注意：测量时应随时注意检查和判断测量数据的合理性；加砝码时勿使砝码托摆动，并将砝码缺⼝交叉放置，以免倒落。1.4 测L 、D ⽤钢卷尺测量光杠杆镜⾯到标尺的距离D 和上下夹具之间钢丝的长度L 。 1.5 测 b ⽤印迹法（即将光杠杆拿下放在纸上压出三个脚尖的迹点）测出光杠杆前⾜到后两⾜连线的垂直距离b 。1.6 ⽤螺旋测微计测量钢丝的直径d,选择上中下三处，每处都要在互相垂直⽅向上各测⼀次，
