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来源:《物理实验》1997年第04期  作者:王宝升,任敬萍
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弦线与音叉垂直情况下弦振动的研究

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如图1所示,当音叉的位置由图la变为图fo时,则弦线驻波的波腹数减少为原来(偶数)的一半,此现象有的称为二分频现象.对此现象现已有文章‘’‘通过建立物理模型解数理方程的方法得出某些具体结果,但在教学中更希望能从基本物理规律出发对此现象做出解释.本文就此试研究如下.一、基本分析由振动和波动理论可知,要使图1装置形成稳定的驻波须有两个条件,一为弦线长度为半波长的整数倍,一为音叉给予弦线一合拍作用力对弦线总是做正功.设弦线上激发某一频率的驻波,若无能量损耗,则不需外力作用,弦线的运动状态就会一直维持下去.此时弦线上各线元都围绕平衡位置振动.其恢复力为各线元所受张力的合力,其方向在垂直弦线方向指向平衡位置.因实际上不可能无能量损失,音叉的作用就在于通过其振动使弦线张弛,从而使弦线张力发生变化,对弦线做正功,以补充耗散的能量,维持弦线的稳定振动.我们定义有音叉振动时某线元上的张力合力与无音叉振动作用下此线元当时的张力合力之差为逾张力合力,对邻近弦线无其在与弦线垂直方向的分量当音叉振动使弦线张紧时指向平衡位置,使弦线松弛时背向平衡位置.显然音叉对维持稳定驻波的贡献就体现在由于音叉振动而产生的逾张力(本文共计2页)......[继续阅读本文]

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