目的
藉由啟動器不斷挑動繩子,方便看見駐波(standing wave)的形狀。
實驗
繩子一端固定,一端連接啟動器。調整啟動器的頻率,便可改變繩子上下擺動的頻率,製造出不同形狀的駐波。
原理思考
1.駐波的波長與繩子長度的關係是什麼(亦即,出現駐波的條件是什麼)?
2.駐波看起來像是「一包一包」的東西,但其實那只是繩子各個部分上下快速擺動,所以眼睛誤以為它有一個特定的形狀。你能描述駐波運動的過程嗎?
1.當一段繩子看起來只有「一包」的駐波,其半波長等於繩子長度。該駐波有個特殊名字,叫作「第一諧音(first harmonic)」。當半波長恰為第一諧音整數倍的時候,就會出現駐波。
2.如圖,在某個時間點繩子的形狀與稍後時刻() 繩子形狀比較圖,箭頭表示繩子上某一點的運動方向,虛線表示繩子每一點做上下來回的運動的平衡點。
討論
1.駐波波長與繩子長度關係真如理論預測嗎?如果不是,有什麼原因會產生影響?
2.觀察繩子上有哪些點是不動的?(我們稱這些點叫作「節點」。)
3.現實生活中有哪些出現駐波的例子?
參考資料
"Fundamentals of Physics", 6th ed., John Wiley & Sons, 2001, New York. Ch17.Hallday, Resnick, Walker
製作
市售
撰稿
卓岱寧