驻波实验改进
关于对驻波实验的改进
这几天刚好学到了物理的波动学基础，而我们已经提前做了驻波的实验，物理实验既然取这么一个名字，我个人觉得它就应该和我们所上的大学物理课联系上，我们做的那个驻波的实验目的是：了解弦线震动时驻波波长与弦线所张力的关系，并利用它来测定电动音叉的频率。我们在大学物理这么课上我们学习到了波动方程这一知识，里面有很多关于平面波波动方程推导的公式既然我们这个实验的目的提到了了解波长和弦线张力的关系我们可以通过数学知识和物理知识的结合一起来使这个关系很清楚明目的呈现在我们面前，所以我想到了结合物理课本上的知识来改进驻波这个实验，
在本次做的实验上，给我们固定一个波源（给我们的是一个固有频率的电动音叉）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。然后移动大的那个木楔子使得弦线出现振幅最大而且稳定的驻波，从而用直尺来测量3个到5个波节的距离，得到该驻波的频率，最后求的该电动音叉的频率。
注：（上图为自己通过win7自带的画图板所绘画）
我们在这个实验只是单纯的算出电动音叉的频率f 。所以我们可以把这个实验改进一下，来实现波长与弦线张力的关系和波长与波源振动频率的关系。
根据我们所上的大学物理教材第145页的12.3.3决定波速的因素可以知道： u T =
在拉紧的细绳中传播的横波波速为：F ρ1，（1）
根据我们所上的大学物理教材第143页的12.3.2波动方程可以知道：
Y ∂2y =2ρ1∂x =2，（2）及公式u 1∂2y 2∂t 2（3）
由（1）（2）（3）我们可以求得:F正比于Y(Y为弦线上单位面积的所受的拉力) 。对于驻波这个实验所以我们可以得下一下的推导：
假设在一根拉紧的弦线上，其中张力为F ，线密度为μ，则沿弦线传播的横波应满足下述
运动方程：
∂2y F ∂2y = (1) ∂x 2μ∂t 2
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
∂2y =2∂x 方程 1∂2y 2∂t 2
F 相比较，即可得到波的传播速度: V =μ
若波源的振动频率为f ，横波波长为λ，由于V =f λ，故波长与张力及线密度之间的关系为： λ=1
f F μ (2)
为了用实验证明公式(2)成立，将该式两边取对数，得：
log λ=11log F -log μ-log f 22
若固定频率f 及线密度μ，而改变张力F ，并测出各相应波长λ，作log λ-log F 图，若得一直线，计算其斜率值（如为1），则证明了λ∝F 的关系成立。同理，固定线密度2
μ及张力F ，改变振动频率f ，测出各相应波长λ，作log λ-log f 图，如得到斜率为-1的直线则验证了λ∝f 。 -1
以下是对于这个两点改进的操作：
（1）对于波长与弦线中的张力的关系这个实验的实现，我们可以完全按照我们上次做实验的步骤来进行，根据所得到的λ值，从而作log λ-log T 图，求其斜率。
（2）对于波长与波源振动频率的关系：
既然要想知道波长和波源振动频率的关系，根据数学上的知识我们可以知道，我们要提供不同的频率的波源，根据我自己上网搜索可知，有一种物理实验仪器叫做弦线上驻波实验仪，它可以提供不同的频率的波源。
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 驻波法测量各相应的波长，作log λ-log f 图，求其斜率。最后得出弦线上波传播的规律结论。
通过对该实验的改进和以上的说明，我们可以用数据形象的来表明弦线上波长和弦线上拉力的关系以及波长与波源频率的关系图。其实数学是一个很好的工具，它在各个领域都有它强大的作用，用数学知识来对驻波这个实验的数据来进行处理，我们就会很清楚地来发现实验现象。通过驻波实验的改进，我们可以对于驻波这个波动的实际操作，又可以是自己在
学习物理课上对驻波更加有那种动手操作的经过，对于对这个知识点的理解有更好的加深。 根据大学物理课本上可以知道，驻波实际上是一个波源产生在传播中发生发射，发射波和反射波合成出现驻波的。所以对于驻波这一个特殊的波来说还有很多很有趣的现象我们可以用来研究的，比如调节振动源上的振动频率和振幅大小后对弦线振动会产生什么影响？如何来确定弦线上的波节点位置？两波节点间的距离意味着什么？实验中如何改变弦线的张力？弦线上的张力变化后对得到的波长有什么影响？弦线的密度变化后对得到的波长有什么影响？驻波不传播能量等等各个方面来探讨。以上两点改进就是我对于驻波这个实验的小小的想法。