春季大学物理实验讲义

春季大学物理实验讲义

ID:11243850

大小:12.38 MB

页数:110页

时间:2018-07-10

春季大学物理实验讲义_第1页
春季大学物理实验讲义_第2页
春季大学物理实验讲义_第3页
春季大学物理实验讲义_第4页
春季大学物理实验讲义_第5页
资源描述:

《春季大学物理实验讲义》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、目录实验1研究弦线上波的传播规律1实验2薄透镜焦距的测定7实验3电子示波器的使用14实验4金属材料弹性研究27实验5RLC电路特性的研究(1、2)31实验6偏振现象的观测与分析(1、2)40实验7电路元件伏安特性研究43实验8迈克尔逊干涉仪的调整和使用46实验9验证转动定律54实验10液体表面张力系数测定(拉脱法)57实验11磁场描绘61实验12分光仪的调整及棱镜折射率的测定69附录物理实验基础知识77.109.实验1研究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

2、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

3、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.109.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:⑴式中为波在传播方向(与弦线平行)的位置坐标,为振动位移。将(

4、1)式与典型的波动方程相比较,即可得到波的传播速度:⑵若波源的振动频率为,横波波长为;由运动学知识知,关系为:⑶比较式⑵和式⑶可得:⑷为了用实验证明公式⑷成立,将该式两边取对数,得:⑸若固定频率及线密度不变,而改变张力T,并测出各相应波长,作图,若得一直线,计算其斜率,如为,则证明了的关系成立;同理,固定线密度及张力不变,改变波源振动频率,测出各对应波长,作图,如得一斜率为的直线,就验证了:的关系。将公式⑷变形,可得:⑹.109.实验中测出λ、T、μ的值,利用公式(6)可以定量计算出的值;若计算值和试验值相吻合,也可以定量地证明了式⑷成立。2、驻波原理当两列振幅

5、和频率相同的相干波在同一直线相向传播时,合成的波是一种波形不随时间变化的波,称为驻波。我们可以在一根张紧的弦弦上观察到驻波,如图1示,将弦线一端系在震动簧片上,弦线的另一端系一定质量的砝码,调节可动卡口⑤位置适中,就会在弦线上出现波幅、波节明显而稳定的驻波。取x轴沿弦线向右,并将波源取为坐标原点,波源传出的入射波沿x正向传播,入射波在⑤处受阻,产生半波损失并反射回来。入射波可表示为:反射波表示为:则合成波为:上式中,为驻波的振幅,是x的函数:⑴当,k=0,1,2,……,振幅最大,为波幅处;⑵当,k=0,1,2,……,振幅为零,为波节处。相邻两波幅或相邻波节的距离

6、都是半波长。3、λ、T、μ、值的测量⑴实验时,调节可动卡口⑤位置,使弦线上出现稳定的驻波,将指示刀口④放至某一波节的正下方,设④、⑤间的间距为L,半波个数为n,则波长:⑺⑵此时,跨过定滑轮的弦线所悬挂的砝码和砝码钩的总质量若为m,则弦线所受的张力为:.109.。⑶设弦线的长为,质量为M,则弦线的线密度(单位长度的质量)为:。⑷波源的振动频率,可以从仪器上直接读出,也可以通过公式⑹计算出。实验内容及要求:1、验证横波的波长与弦线中的张力的关系(不变)固定波源振动的频率,在砝码盘上添加不同质量的砝码,以改变同一弦上的张力。每改变一次张力(即增加一次砝码),均要左右移

7、动可动卡口⑤的位置,使弦线出现振幅较大而稳定的驻波。用实验平台⑩上的标尺⑥测量L值,数出对应的半波数,即可根据式(7)算出波长(张力改变5次,每一张力下测2次,求其平均值);列表记录和处理数据,计算出,的一一对应关系;在二维直角坐标纸上用描点法作出直线图,由图求出直线的斜率;分析实验所得间关系及其误差。波源的频率可固定在80~120Hz之间的某一个值上;为了使直线图上的点分布比较均匀些,砝码钩上依次增加砝码的量采取非等间距递增。2、验证横波的波长与波源振动频率的关系(不变)在砝码盘上放上一定质量的砝码,以固定弦线上所受的张力,改变波源振动的频率,用驻波法测量各相

8、应的波长(改变5次,每一

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。