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정재파

Overview

출처: 아리아나 브라운, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 대학, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아

서 있는 파도 또는 고정된 파도는 전파하지 않는 것처럼 보이며 동일한 주파수와 진폭으로 반대 방향으로 이동하는 두 파도의 간섭에 의해 생성됩니다. 이 파도는 선형 움직임없이 위아래로 진동하는 것처럼 보이며 뽑은 기타 문자열, 호수의 물 또는 방에있는 공기와 같은 유한 한 매체에서 가장 쉽게 식별됩니다. 예를 들어, 문자열이 양쪽 끝에 고정되고 길이를 따라 이동하는 두 개의 동일한 파도가 전송되면 첫 번째 파도가 끝 장벽에 부딪히고 반대 방향으로 반사되고 두 파도가 겹쳐서 서있는 파도를 생성합니다. 이 동작은 매체의 길이에 의해 정의된 주파수로 주기적으로 되며 간단한 고조파 모션의 시각적 예입니다. 간단한 고조파 운동은 복원력이 변위에 비례하는 진동 또는 주기적인 동작으로, 더 멀리 무언가가 밀려나기 어렵게 밀어 붙입니다.

이 실험의 목적은 서 있는 파도를 만드는 파도 중첩과 반사의 역할을 이해하고, 이러한 개념을 활용하여 처음 몇 개의 공진 주파수 또는 고조파를 계산하는 것입니다. 물체가 생성하는 각 주파수에는 가능한 빈도가 가장 낮은 웨이브가 기본 주파수라고 하는 자체 서파 패턴이 있습니다. 고조파는 전체 정수 수에 의해 기본 주파수에 비례하는 주파수를 가진 파도입니다.

Procedure

1. 슬링키 펄스의 중첩과 반사 관찰

  1. 한 학생이 한쪽 끝을 들고 다른 학생을 안고 바닥이나 복도를 가로질러 길게 늘어서 있거나 강철 스프링을 길게 늘라. 테이프를 사용하여 양쪽에 슬링키 의 중간에서 떨어진 발에 대해 두 개의 길이 '장벽'을 표시합니다. 양쪽의 중간에서 2피트 떨어진 장벽으로 반복합니다.
  2. 표시된 장벽 내에 머무르는 진폭으로 펄스를 발사합니다(작은 거리를 수평으로 흔들며 즉시 시작점으로 다시 스냅).
  3. 다음으로 양쪽 끝에서 동일한 극성으로 동일한 펄스를 동시에 시작하고 펄스가 충족될 때 어떤 일이 일어나는지 알아보십시오. 중첩 된 파도는 진폭에서 두 배로, 첫 번째 녹화 된 장벽을 건너, 두 번째 녹화 된 장벽을 명중해야합니다.
  4. 이제 동일한 펄스를 실행하지만 반대 극성으로 동시에 펄스 중첩을 관찰하십시오. 펄스는 겹쳐서 서로를 취소하고 장벽을 건드리지 말고 계속 여행해야 합니다.
  5. 단단히 제자리에 고정하여 슬링키의 한쪽 끝을 수정

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Results

고조파 (n) # 주기 총 시간(들) 주파수(Hz) f/f0 기간(들) 파장(m)
1 10 19.2 0.521 (f0) 1 1.210 16 m
...

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Application and Summary

이 실험에서는 두 번의 데모에서 파도 중첩과 서있는 파도의 개념을 탐구했습니다. 첫 번째 데모에서는 파도 반사와 건설적인 대 파괴적인 간섭이 시각화되었습니다. 둘째, 주파수 및 기간의 변화를 측정하고 높은 고조파 주파수는 기본 주파수의 정수 배수로 밝혀졌다.

실제 세계에서 서 파도의 유명한 예는 기타, 또는 문자열 악기의 문자열입니다. 이 계측기에서 뽑은 문자?...

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Tags

Standing WavesStationary WavesVibrationTaut StringPlucked StringInterferenceWaves In Opposite DirectionsSame FrequencySame AmplitudeOscillating MotionSimple Harmonic MotionRestoring ForceDisplacementHooke s LawSlinky DemonstrationPhysicsWavelengthFrequencyAmplitudeConstructive Interference

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0:07

Overview

1:15

Principles of Standing Waves and Simple Harmonics

4:15

Observing the Superposition of Wave Pulses

5:39

Measuring Frequency of Standing Waves

6:37

Data Analysis and Results

7:50

Applications

9:05

Summary

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